水蒸气浓度对层流甲烷扩散火焰中碳烟生成的影响

摘要

对甲烷在氧—汽燃烧过程中碳烟生成状况进行了数值模拟研究.通过对比O2/N2和O2/H2 O氛围下四种工况(21％O2、30％O2、40％O2、50％O2)的火焰形态和碳烟体积分数,发现相同O2浓度下,前者火焰温度、火焰高度、碳烟体积分数均低于后者,表明H2 O能够明显抑制碳烟生成.通过对比O2/N2、O2/H2 O和O2/FH2 O氛围下四种工况的最大碳烟体积分数和最大颗粒数量密度,表明不仅H2 O的化学效应抑制碳烟生成,而且其他三大效应也共同抑制碳烟生成.通过进一步分析化学效应随H2 O浓度的变化规律,确定了H2 O浓度为60％时,化学效应的抑制效果最佳.