基于不稳定层流小火焰模型的柴油喷射自动点火燃烧

为了获得更好的燃油经济性，燃气涡轮机和内燃机广泛应用了喷燃技术。将燃料注入高温燃烧室，燃料液滴部分蒸发并与氧化剂混合直到发生自燃，上述反应是整个喷燃过程的关键环节；之后，由于有限的氧化剂，混合燃油气燃烧逐渐变缓。因此，喷射燃烧可以被视为一个部分预混燃烧模式。所以，基于完全预混燃烧或者完全非预混燃烧理论的标准燃烧模型并不适合喷射燃烧。

很多研究已经开始关注小火焰单元的模型,将反应进展变量分为了稳定小火焰单元模型（SFM）和不稳定小火焰单元模型（UFM）。目前的研究中，UFM结合反应进展变量方法，可以描述和分析内燃机在振动环境中实现自动点火和燃烧所需要的条件。喷雾模型采用基于液滴尺寸分动量方法。用正庚烷作为柴油的替代燃料的仿真研究演示了该模型的功能：捕捉喷雾形成、随后的自燃和火焰举升长度的存在。

结果表明，上述方法是获取基本火焰特征（如自动点火和火焰举升等）的一个有效方法，并且不需要使用其它任何额外的点火模型。预测的火焰温度轮廓相当于发光火焰的形成。总的来说，相比SFM，UFM执行效果略好。因此，UFM结合反应进展变量方法，能够可靠地应用于部分预混燃烧设备中，比如喷燃式柴油发动机。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2013年第52期

作者：Isares Dhuchakallaya et al

编译：薛雷