氢气-乙醇预混燃气层流燃烧火焰结构不稳定性分析

摘要

将体积分数为90％的氢气和10％的乙醇组成的预混气体输送到定容燃烧弹中,在当量比Φ在0.5～0.9范围改变时,利用高速摄像机和纹影系统对初始温度为400 K、初始压力为105 Pa下的预混燃气的燃烧状态进行捕捉,并分析其层流火焰不稳定性的变化规律.结果表明,点火后伴随球形火焰的扩展,四周火焰前锋面尤其是两边出现裂纹与凸起,随后裂纹线逐渐向中心延伸,最终充斥整个火焰前锋面.火焰传播过程中,火焰拉伸率逐渐降低,随当量比的增大,火焰前锋面凸起逐渐平缓.当量比的增加改变了预混气体的层流燃烧特性,影响了层流火焰拉伸率和扩散失稳参数的变化,特别是火焰结构胞化状态的改变尤为明显,提高了富氢燃料的火焰稳定性.