多管式微混合燃烧器中氢燃料效应的三维动态分析与火焰稳定性研究

本文采用自适应网格细化(AMR)技术结合详细化学反应动力学，对多管微混合燃烧器(MTM)中氢燃料的火焰特性进行高保真数值模拟。研究揭示了混合气分层和几何诱导流动应变对火焰结构的影响，发现中心管与近壁管存在30%的横向反应区差异，为氢燃料燃气轮机系统的稳定运行提供了关键理论依据。

　　

Highlight

实验设置

实验采用平均燃烧室压力(p_CC)约11bar的预混多元素燃烧器。该装置包含三个主要部分：空气歧管、由19个独立喷射元件组成的分级燃料-空气微混合器，以及燃烧室。加热空气通过临界流声速喷嘴进入空气歧管，并通过19个阻塞孔与下游喷射器组件隔离。微混合器分为...

火焰结构验证

首先对两种工况下的全局火焰行为进行实验数据验证。图2、3分别展示了Case A和B的模拟时间平均Y_OH等值线与实验OH PLIF强度时间平均结果的对比。图底部的蓝色虚线标明了射流核心边缘，显示模拟与实验的火焰稳定位置具有良好一致性。

结论

采用AMR框架耦合详细化学动力学，对实际MTM在不同燃料条件下的运行进行了高保真模拟。研究考察了CH₄-H₂混合燃料和H₂-N₂混合燃料两种工况，保持与实验设置相同的全局当量比。通过严格的实验数据验证，证实了火焰的全局结构和稳定位置...