俞森彬，刘 潇, 2，周 波

掺氢比对高数射流预混湍流火焰的影响

俞森彬1，刘 潇1, 2，周 波3

(1. 隆德大学能源科学系，隆德 22100，瑞典；2. 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨 150001；3.南方科技大学力学与航空航天工程系，深圳 518055)

在同步多物种平面激光诱导荧光(PLIF)测量的实验基础上，采用大涡模拟(LES)湍流模型耦合输运概率密度函数(TPDF)燃烧模型，以及44组分及268步CH4化学反应机理模拟了CH4/H2/空气混合气的不同掺氢比(0，20%，50%)时对高数下预混湍流射流火焰的影响．结果表明，LES耦合TPDF模型可以较为准确地捕捉火焰高度，模拟该类火焰的速度分布、反应锋面CH的分布以及火焰褶皱及局部熄火等现象．随着掺氢比的升高，火焰高度降低，火焰根部的局部熄火得到显著改善．相比于掺氢，在未掺氢时，由于其更小的临界拉伸率及更少的H2与伴生火焰带来的自由基反应的机会，使得火焰根部出现局部熄火更为频繁．同时进一步发现，火焰根部的燃烧模式与主燃烧区域存在很大区别，火焰根部的扩散作用更为显著．

分布反应区；局部熄火；燃烧模式；大涡模拟-TPDF燃烧模型；掺氢

近年来，为了更深入地研究预混湍流火焰在分布反应区内的表现，Michigan大学[5-6]，Lund大学等[7]机构依靠激光测量平台相继开展了细致的实验研究．Wabel等[8]发现在数略超过100的情况下，火焰仍保持着预热层被增厚，而反应区仍保持很薄的状态，与薄反应区内的火焰形态极为相似．Zhou等[9]则发现，在分布反应区内，CH燃料中与释热率有直接联系……