高压下预混富氢旋流火焰边界层回火建模
流体动力学
2024-07-25 v1
摘要
我们通过采用火焰面密度法的大涡模拟（LES-FSD）对 CH/H/air 旋流火焰的边界层回火（BLF）进行建模，特别是在高压下。采用了一个列表化拉伸火焰速度的局部位移速度模型，以考虑 LES-FSD 中的热扩散效应、火焰面曲率以及热损失。LES-FSD 很好地捕捉了旋流火焰在 BLF 过程中的传播特征。在针对 2.5 bar 下稀薄 CH/H/air 火焰的 LES-FSD 中，回火临界当量比随氢气体积分数的增加而减小，与实验一致。这是由于改进了对火焰拉伸和热损失对局部位移速度影响的建模。我们还开发了一个简单模型来预测旋流火焰的 BLF 极限。该模型通过火焰诱导压升与边界层分离逆压之间的平衡，估算给定反应物和旋流数下的临界整体速度。我们针对 14 组 CH/H/air 旋流火焰实验数据验证了该模型，燃料中氢气体积分数从 50% 到 100%。本模型很好地估算了各种操作条件下的回火极限。
引用
@article{arxiv.2305.00151,
title = {Modeling the boundary-layer flashback of premixed hydrogen-enriched swirling flames at high pressures},
author = {Shiming Zhang and Zhen Lu and Yue Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.00151},
year = {2024}
}
备注
29 pages, 16 figures