采用简化机理模拟乙烯在超声速气流中自点火燃烧过程

摘要

本文采用由CARM生成的11组分/7步反应简化机理对二维超声速气流中热乙烯横向喷射、自点火燃烧过程进行了非定常模拟。同时，计算采用了SSTk-ω湍流模型、涡耗散概念(EDC)燃烧模型以及ISAT积分算法等技术。数值研究了马赫数2.5、总温1800K来流中，不同当量比条件下乙烯的自点火燃烧过程。研究发现：乙烯首先在凹腔内着火；在当量比较低时，燃烧主要发生在凹腔下游，并且燃烧区域为超声速；随着当量比的提高，由于释热量的增加，使得燃烧室内气流发生热雍塞，乙烯在亚声速气流中燃烧，燃烧效率显著提高，燃烧主要发生在凹腔区。另外，采用总包反应模型计算的结果表明由于模型过于简单，使得燃烧效率偏高、总温偏大，与简化机理给出的结果差别显著。