CO2 加入对燃烧器稳定 CH4-O2 气体火焰脉动的调制作用
流体动力学
2026-01-23 v4
摘要
本研究考察了在不同水平的 CO2 稀释下，燃烧器稳定预混 CH4-O2 火焰的脉动不稳定性。实验使用直径为 18 毫米的水冷多孔插板燃烧器，在广泛的混合组成和流速范围内进行，期间获取了火焰化学发光和气体温度的时间分辨测量。利用快速傅里叶变换和谐波功率分析确定了脉动火焰的主要振荡频率。基于化学发光图像的相位锁定分析揭示了火焰振荡的有趣模式转变现象。在燃料富集、热释放率较低且流速较低的条件下，火焰表现出准周期单模振荡。当流速升高时，这些振荡被低频火焰抖动不稳定性调制，形成主要振荡频率周围的旁频。当热释放率进一步提高时，抖动不稳定性进一步触发模式分裂，最终导致多模振荡。我们获得了燃烧器振荡模式的制度图以及稳定性边界，在各种燃料流速下均如此。这些发现对火焰动力学的基础研究以及 CO2 调制氧化燃烧的实际应用都有帮助。
引用
@article{arxiv.2507.10905,
title = {Pulsation of Burner-Stabilized CH4-O2 Flames Moderated by CO2 Addition},
author = {Xiangyu Nie and Shuoxun Zhang and Shengkai Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.10905},
year = {2026}
}