重力对甲烷射流扩散火焰结构影响的数值模拟

摘要

为了深入认识重力对射流扩散燃烧的影响机制，通过数值模拟手段研究了重力对甲烷射流扩散火焰结构的影响，讨论了常重力与零重力下甲烷氧化路径的差异．结果显示，在相同的燃烧室压力和甲烷质量流量下，零重力射流火焰尺度大于常重力射流火焰尺度；当压力增加时，常重力火焰尺度减小且长宽比增加，而零重力火焰尺度没有明显变化．在不同的压力下，相同无量纲高度处常重力火焰的甲烷消耗速率均高于零重力火焰．相较于常重力火焰，零重力火焰中反应区缺少氧气，进而促进甲烷与H自由基反应生成氢气．氢气在零重力火焰中段积聚并与甲烷竞争OH自由基，延缓了甲烷的进一步氧化，最终增大了火焰尺度．

关键词

零重力 / 扩散火焰 / 火焰结构