周恒毅，刘有晟

非稀疏液滴群内单液滴的多段自着火现象数值模拟分析

周恒毅1, 2, 3，刘有晟1, 2, 3

(1. 清华大学燃烧能源中心，北京 100084；2. 清华大学能源与动力工程系，北京 100084；3. 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室，北京 100084)

使用一维元胞模型对处于低温氧化反应温度区间(600～800K)的非稀疏正庚烷液滴群中单个液滴的多段自着火现象进行数值模拟，区分了蒸发饱和模式、多段自着火模式．前者液滴蒸发速度逐渐减小趋于停滞，液滴群只可能外部着火；后者元胞内部出现两段着火和扩散熄火，对应液滴群内部着火现象．分别测试了液滴初始粒径和元胞内初始温度对两种模式转变的影响，初始粒径的增大促进了自着火；初始温度会影响反应活性从而决定所处模式．

非稀疏液滴群；自着火；冷火焰；正庚烷

液体燃料为石油蒸馏产物，具有高能量密度、易于储存等优势，因而一直在各类工业燃烧器和发动机中广泛应用．在石油液体燃料的使用模式中，喷雾增大液体燃料比表面积从而提高燃烧效率，因此其中的物理和化学机理的研究持续受到重视[1]．

喷雾燃烧是包含复杂物理过程的两相反应流问题，一般需要将物理过程拆分，通过合理简化探究每个过程的物理现象，并开发适用于喷雾燃烧的子模型．此问题的多物理过程简述如下：燃料经高压喷射后，一次与二次破碎雾化产生粒径不均匀的稠密喷雾；喷嘴出口中心处形成势核，此阶段液滴的碰撞和聚合对液滴形态的发展具有决定性影响；……