非挥发性燃料悬浮液中火焰的热结构与燃烧速度

使用一个简化的含时数值模型研究非挥发性固体燃料悬浮液中的火焰传播，该模型考虑了扩散速率和动力学速率对颗粒燃烧过程的影响。假设颗粒通过单步一阶 Arrhenius 表面反应进行反应，氧化剂通过气体扩散输送到颗粒表面。与先前为悬浮液中火焰开发的大多数模型不同，不施加任何外部参数，如颗粒点火温度、燃烧时间，或动力学限制或扩散限制颗粒燃烧区域的假设。相反，证明了这些参数是火焰传播问题的特征值，必须与燃烧速度一起求解，并且从单颗粒燃烧数据先验施加这些参数可能导致错误的预测。还表明，扩散和动力学反应区域可以在同一火焰内交替出现，且它们的相互作用可能导致非平凡的火焰行为。在贫燃混合物中，证明了这种相互作用导致特定的颗粒尺寸范围，其中燃烧速度随颗粒尺寸增加而增加，与预期趋势相反。对于更贫燃的混合物，动力学与扩散反应速率之间的相互作用导致出现一种新型火焰不稳定性，其中动力学和扩散区域随时间交替，导致火焰传播的脉动状态。