燃气轮机燃烧室回火现象的数值研究

摘要

近年来，为了满足越来越严格的大气排放标准，低排放燃烧已成为在燃气轮机和航空发动机设计中无法避免的关键性问题。回火是指火焰从燃烧室内进入到预混区中的这样一种现象,它包含了声波,湍流,燃烧之间的复杂的相互作用,是燃烧研究中的关键问题之一.本文应用混合分数/PDF平衡化学反应模型对贫油直喷燃烧室进行了大涡模拟,其中湍流亚格子模型采用WALE模型,燃油射流采用离散相模型.将计算值与实验值比较后发现:贫油直喷燃烧室内存在中心回流区,模拟结果与实验结果吻合较好.通过改变入口流量和当量比引发了回火,对回火过程的数值模拟表明,燃烧诱发的旋涡破碎(CIVB,Combustion-Induced Vortex Breakdown)使得中心回流区向上游移动,这促使了火焰的向上游传播,并最终导致了回火的发生.