利用离子风抑制层流火焰的热声不稳定性及热释放强迫
流体动力学
2023-09-04 v1
摘要
燃烧技术的进展常常受到复杂燃烧动力学的阻碍。主动控制在实验室中已被证明能有效缓解这些动力学问题，但大规模应用需要更廉价、轻量且可靠的执行器。本文提出了一种新型执行器概念，其利用亚击穿电场、火焰固有的等离子体性质以及电流体动力学效应来创建火焰稳定点。这些电控稳定点允许对层流火焰进行可变畸变，并对火焰热释放进行双向强迫。将该基于电场的执行器与一个简单的反馈控制器相结合，展示了其对热声不稳定性的抑制能力。启用控制器后，不稳定性声压级降低了27 dB，且耗时不到60 ms。亚击穿电场的使用仅需40 mW即可稳定一个3.4 kW热功率的火焰。由于无任何运动部件且所需电功率低，这使其成为许多燃烧应用中有前景的执行器概念。
引用
@article{arxiv.2309.00094,
title = {Thermoacoustic Instability Suppression and Heat-Release Forcing of a Laminar Flame Using Ionic Wind},
author = {Dustin L. Cruise and Aman Satija and Galen B. King},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.00094},
year = {2023}
}
备注
Supplementary Videos here: https://dustincruise.com/flame-videos/