同轴射流非预混火焰闪烁特性及非线性分析

摘要

以同轴射流燃烧器为研究对象,对6 mm、11.4 mm和17.4 mm3种燃烧器直径下的甲烷空气同轴射流扩散火焰进行数值模拟,研究了氧气质量分数在23％～48％内扩散火焰的闪烁特性.结果 表明:使火焰稳定的伴流速度比值Ur随着燃烧器直径的增大而增加,3种燃烧器直径下抑制火焰振荡所对应的Ur值分别为0.647、2.2和11.4;作用在火焰面外部的涡旋随着Ur的增大逐渐向火焰下游推移,同时峰值闪烁频率增加,而火焰的振荡幅度逐渐减小,流动与换热特性由周期性振荡转变为混沌状态;火焰的振荡幅度随着氧气质量分数的增加而减小,当氧气质量分数为48％时,火焰的闪烁峰值频率为10 Hz,且火焰闪烁的峰值频率不随氧气质量分数发生变化.