加氢对乙醇燃料层流燃烧特性的影响

摘要

在初始温度为400 K,初始压力为0.1 MPa,当量比为0.7~1.6实验条件下,采用定容燃烧弹法研究了乙醇和含有50%(体积分数)氢气的乙醇混合气燃料的燃烧特性,对拉伸火焰传播速度、层流燃烧速度、火焰厚度和马克斯坦长度等参数进行了分析,并对实验结果进行了数值模拟.结果表明,在相同的初始条件下,添加氢气可以有效降低乙醇的可燃极限,并提高乙醇的层流燃烧速度.含有50%氢气的乙醇最大层流燃烧速度为931 mm·s^(-1),比乙醇的层流燃烧速度632 mm·s^(-1)提高了近47%;含有50%氢气的乙醇燃料随当量比的改变,其层流燃烧速度总体趋势与乙醇相似.在乙醇中加入氢气会使火焰厚度和马克斯坦长度发生改变,对流体动力学稳定性和火焰前锋面结构稳定性造成一定影响.最后在不同的工况条件下,通过数值模拟预测了层流燃烧速度的变化趋势.