乙醇-空气稀液雾值班火焰的大涡模拟研究

为加深对气液两相湍流燃烧现象的认知，检测火焰面模型在液雾燃烧中的适用性，本文在欧拉-拉格朗日架构下使用火焰面/反应进度变量模型(fpv)数值模拟了乙醇-空气稀液雾值班火焰。欧拉坐标系下的气相湍流场使用大涡模拟方法模拟，离散液相则使用拉格朗日颗粒轨道模型进行描述，考虑了相间质量、动量、能量交换。燃烧模型中采用碳元素定义混合物分数，在混合物分数方程源项中体现液相对燃烧模型的影响。模拟得到的气相温度分布和液相统计值均和实验数据较好吻合，验证了该燃烧模型对稀液雾扩散类型火焰的适用性。分析瞬时图发现，该稀液雾火焰的最高燃烧温度往往位于当量混合物分数附近，在出口下游20倍直径处火焰完全点着，此处上游fpv模型能给出局部点火熄火现象。蒸发作用在剪切层和点火区域较强，而液滴和火焰作用较弱，单一液滴很少被火焰包围。