细乙醇喷雾中的强制点火与振荡火焰传播

本文研究细乙醇液滴与空气混合物中喷雾火焰的强制点火与振荡传播。采用双向耦合的欧拉-欧拉方法并考虑详细化学反应机理。研究了不同液滴直径与液体燃料当量比（ER）。定义蒸发完成前沿（ECF）以研究蒸发区与火焰锋面的相互作用。通过有效当量比量化火焰锋面处的气体组成。结果表明，火核轨迹受液滴尺寸与液体 ER 显著影响。一般而言，当 ECF 开始从球心移动时火焰 ER 达到最大，随后逐渐降低并在火焰自由传播时趋于恒定值。液体 ER 较低时观察到准稳态球状火焰，而液体 ER 较高时出现火核熄灭/再点火。这些火焰行为本质上受液滴蒸发区与火焰锋面间热传导与物种扩散时间尺度影响。最小点火能（MIE）对液体 ER 的依赖呈 U 形，存在具有最小 MIE 的最优液体当量比范围（ERo）。分别在小液体 ER 与大液体 ER 下观察到长与短点火失效模式。当液体 ER 小于 ERo（长失效模式）时，因火花附近组成极稀需更大能量引发火核。对于大于 ERo 的液体 ER（短模式），点火失效由强蒸发热损失及重液滴载荷导致的富燃气组成引起。