刘贵军，钱文凯，李苏辉

(清华大学能源与动力工程系，北京 100084)

富氧燃烧能够极大地提高碳减排效率.近年来，国际上提出了应用富氧燃烧的燃气轮机循环[1]和超临界CO2燃气轮机循环[2-3]，通过提高燃烧室来流的CO2浓度，降低N2含量，在提高碳捕捉效率的同时，还可以降低NOx排放.但是富氧燃烧要求提高空气中的O2浓度以稳定火焰，这就使得燃料和富氧空气在燃烧室预混段混合时易发生自点火，进而引起回火或挂火，影响燃气轮机稳定运行[4].因此，研究燃料与富氧空气混合过程的自点火现象和火焰稳定机理有重要意义.

传统的自点火研究多在均匀组分场、均匀温度场等条件下开展[5-6]，侧重于着火的化学反应动力学过程.但燃料与空气混合过程中的自点火是受流动与化学反应耦合作用影响的，特别是在湍流条件下，湍流输运影响组分场和温度场，进而影响自点火的发生和后续火焰的传播与稳定[7].近年来，国际上逐渐开展了燃料混合过程中的自点火研究，在流动对自点火的作用机理、火焰抬升高度预测和火焰稳定机理等方面取得了一定进展.

Deng 等[8]采用数值模拟研究了二甲醚射流在协流空气中自点火火焰的稳定机理，发现当协流温度较高时，局部流动速度与火焰传播速度之间的平衡是主要的火焰稳定机理；而当协流温度较低时，自点火化学反应动力学是主要的火焰稳定机理.

在火焰传播稳定方面，Wu 等[9]发现对于湍流射流火焰，当……