采用數(shù)值計算的方法對二維條件下甲烷/空氣混合氣在微小狹縫通道中的燃燒和淬熄進行研究。對壁面溫度設(shè)定拋物線分布,基于化學(xué)反應(yīng)機理模擬燃燒,展現(xiàn)不同氣流速度下火焰在微小通道中的燃燒和淬熄現(xiàn)象,并分析狹縫內(nèi)的主要反應(yīng)組分分布。結(jié)果表明,隨著氣流速度下降,溫度分布整體呈下降趨勢;靠近上游處存在羥基峰值,隨著流速下降,峰值減小且向上游移動;峰值之后,羥基含量隨流速下降而增大。 

【文章來源】：消防科學(xué)與技術(shù). 2016,35(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖１模擬對象（微小狹縫）計算中氣相燃燒采用ＧＲＩ－Ｍｅｃｈ３．０甲烷化學(xué)反

混合氣當(dāng)量比保持為１。入口邊界為速度入口邊界條件，氣體溫度為３００Ｋ，流速垂直邊界。出口邊界條件為壓力出口邊界條件，設(shè)定回流溫度為３００Ｋ，成分為空氣。兩側(cè)壁面通過ＵＤＦ設(shè)定為固定溫度，呈拋物線分布，滿足式（１）。Ｔｗ＝１３００×（１．０－Ｘ２）＋３００（１）式中：Ｔｗ為微小狹縫壁面溫度，Ｋ；Ｘ為ｘ坐標與狹縫長度Ｌ的比值。３計算結(jié)果與分析３．１預(yù)混氣流速對圓管內(nèi)火焰?zhèn)鞑サ挠绊憟D２為當(dāng)量比為１的甲烷／空氣預(yù)混氣以不同流速流入微小狹縫中的溫度場分布。（ａ）ｖ＝０．１００ｍ／ｓ（ｂ）ｖ＝０．０７５ｍ／ｓ（ｃ）ｖ＝０．０５０ｍ／ｓ（ｄ）ｖ＝０．０２５ｍ／ｓ（ｅ）ｖ＝０．０１０ｍ／ｓ圖２不同速度下溫度分布圖可由溫度分布的曲線初步估計甲烷空氣預(yù)混氣在微小狹縫內(nèi)的燃燒情況。由圖２中的溫度分布可知，隨著氣流速度下降，溫度整體呈現(xiàn)下降趨勢。且隨著速度的下降溫度分布也發(fā)生了明顯的變化，溫度下降與甲烷的燃燒反應(yīng)減弱有直接的關(guān)系。其變化的過程分析如下：隨著預(yù)混氣流流速下降，火焰前鋒不斷向上游推進，而在火焰的推進過程中壁面的溫度不斷下降，因此熱傳導(dǎo)過程中的熱損失也不斷上升。此外，由于可燃氣的流量下降，反應(yīng)過程釋放出的能量也因此下降。在兩方面因素的共同作用下，火焰沿上游的傳播被阻止，其反應(yīng)由劇烈的燃燒過程，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楣艿乐胁扛邷貐^(qū)內(nèi)發(fā)生的低溫?zé)o焰燃燒。圖３為ＯＨ基在微小狹縫內(nèi)的分布云圖，圖４為微小狹縫內(nèi)的分布曲線圖。（ａ）ｖ＝０．１００ｍ／ｓ（ｂ）ｖ＝０．０７５ｍ／ｓ（ｃ）ｖ＝０．０５０ｍ

由圖２中的溫度分布可知，隨著氣流速度下降，溫度整體呈現(xiàn)下降趨勢。且隨著速度的下降溫度分布也發(fā)生了明顯的變化，溫度下降與甲烷的燃燒反應(yīng)減弱有直接的關(guān)系。其變化的過程分析如下：隨著預(yù)混氣流流速下降，火焰前鋒不斷向上游推進，而在火焰的推進過程中壁面的溫度不斷下降，因此熱傳導(dǎo)過程中的熱損失也不斷上升。此外，由于可燃氣的流量下降，反應(yīng)過程釋放出的能量也因此下降。在兩方面因素的共同作用下，火焰沿上游的傳播被阻止，其反應(yīng)由劇烈的燃燒過程，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楣艿乐胁扛邷貐^(qū)內(nèi)發(fā)生的低溫?zé)o焰燃燒。圖３為ＯＨ基在微小狹縫內(nèi)的分布云圖，圖４為微小狹縫內(nèi)的分布曲線圖。（ａ）ｖ＝０．１００ｍ／ｓ（ｂ）ｖ＝０．０７５ｍ／ｓ（ｃ）ｖ＝０．０５０ｍ／ｓ（ｄ）ｖ＝０．０２５ｍ／ｓ（ｅ）ｖ＝０．０１０ｍ／ｓ圖３不同速度下ＯＨ基分布云圖７６４ＦｉｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｕｎｅ２０１６，Ｖｏｌ３５，Ｎｏ．６

【參考文獻】：
期刊論文
[1]預(yù)混火焰在狹縫通道中的熄滅機理研究[J]. 曲忠偉,顏事龍,林謀金.  廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(06)

博士論文
[1]預(yù)混火焰在微小通道中傳播和淬熄的研究[D]. 喻健良.大連理工大學(xué) 2008



本文編號：3053041