多孔陶瓷板预混火焰热声振荡多模态转换实验研究

摘要

针对多孔陶瓷板甲烷-空气预混火焰，搭建了两端开口的Rijke管实验台，研究了当量比对多模态转换的影响，分析了不同自激振荡模态下火焰的不稳定特征．实验结果表明，当量比的变化会引起自激振荡模态转换．当燃烧功率固定为0.96 kW，增加空气流量，当量比从1.17降低到0.71时，管内压力振荡主频由163 Hz迁移至355 Hz．利用格林函数法计算Rijke管的声学特征频率，表明实验测试的两组自激振荡频率分别为Rijke管的一阶和二阶声学特征频率．不同当量比下火焰平均热释放率图像表明，高当量比火焰更易与系统低阶振荡频率耦合，这是因为此时火焰长度较高，且预混气体流速较慢，对应对流延迟时间较长．使用相平均和本征正交分解方法得到了不同振荡频率下的振荡模态，低频振荡以轴向振荡为主，高频振荡以频闪振荡为主．

关键词

燃烧不稳定 / 热声振荡 / 模态转换 / 格林函数法 / POD分解