碰撞率对层流乙烯/空气扩散火焰的影响研究

摘要

化石燃料的燃烧是现代社会发展的重要动力来源.烟黑是碳氢燃料燃烧的重要组成部分.选取氢氧基与烟黑颗粒之间的碰撞率分别为0.06、0.09、0.13、0.17和0.20时,对二维层流同流轴对称乙烯/空气扩散火焰进行数值模拟,旨在分析碰撞率对火焰中烟黑成核、表面生长、氧化及相应速率的影响程度,并对火焰温度和烟黑体积分数在不同高度上的径向分布作进一步分析.结果表明,当氢氧基与烟黑颗粒的碰撞率由0.06增加到0.20时:火焰峰值温度和位置基本不发生变化;烟黑峰值体积分数下降11.6％;烟黑成核和表面生长速率变化影响总体小于1％;烟黑被氢氧基氧化的速率峰值呈上升趋势,增加约48％,而峰值位置没有发生变化.该研究结果表明,碰撞率变化影响烟黑排放量和烟黑颗粒的分布,进而影响整个火焰燃烧过程.碰撞率变化为火焰结构和烟黑形成的影响提供了指导和参考.