回火笔记整理

1、1、预混段结构对旋流预混氢火焰回火形式 影响的数值研究*田晓晶1, 2,崔玉峰1，邢双喜1，房爱兵1，聂超群1(1.中国科学院先进能源动力重点实验室/工程热物理研究所，北京 100190；)摘要：为了区分不同类型的回火形式，以便可以对不同类型的回火施 加不同的控制方法，引入试验设计(DOE)方法和方差分析方法数值 分析了预混段长度L和预混段出口处水力直径D对回火形式和回火 极限的影响。主要得到如下结论：L和D对回火极限均有显著影响， 通过减少混合物在预混段内的停留时间可以同时改善燃烧诱导涡破 碎(CIVB)回火和边界层回火；L/D存在两个临界值，当L/DW (L/D)cri1时发生边界层回火，

2、当L/D(L/D)cri2时发生CIVB回火，当 (L/D)cri1L/DW(L/D)cri2时可能只发生CIVB回火或两种回火形式 共存；L/D通过改变CIVB回火发生所需的临界切向涡量值而作用于 CIVB回火，L/D值越大，诱发CIVB回火所需的临界切向涡量值越小， 越容易发生CIVB回火。关键词：燃烧诱导涡破碎回火；边界层回火；回火形式；切向涡量； 氢燃料火焰1、造成回火发生的主要原因有3:火焰在边界层内传播一边界层回火，在湍流核心区域内的湍流火焰传播一整体流动回火， 燃烧不稳定引起的回火和燃烧诱导涡破碎(Combustion induced vortex break down一CIVB

3、)回火。其中，燃烧不稳定引起的回火需要大幅度的压力脉动使得脉动速度与主流速度处在同一个量级4,但此时燃气轮机已经不能正常工作。2、因为燃烧影响了流体的气动特性，促使在预混管内发生涡破碎， 火焰便附着在涡上，向上游传播。而附着的火焰又会继续改变上游流 体的气动特性，促使涡传播到更上游的地方。火焰和涡的相互迭代最 终导致火焰传播到整个预混管之内。这种回火形式与其它三种有着显 著的不同，它可以发生在湍流火焰传播速度处处小于主流速度的流场 中，Fritz将这种回火形式命名为CIVB回火。2、整体流动回火和边界层回火都是指湍流火焰传播速度超过局部来流速度而诱发的回火。边界层回火是氢燃料预混燃烧中除燃 烧

4、诱导涡破碎以外的第二种主要回火形式8，尤其是在低当 量比或低湍流强度下。2、预混段结构对氢燃料旋流预混燃烧诱导 涡破碎回火极限影响的数值研究田晓晶，崔玉峰，房爱兵，聂超群（中国科学院先进能源动力重点实验室（工程热物理研究所），北京市 海淀区100190）引入正交试验设计方法与方差分析讨论了预混段结构（包括预混段长 度L和预混段出口水力直径D）对CIVB回火发生的临界当量比cri 和熄火因子Cquen的影响。主要得到以下结论：1）预混段长度L和预混段出口水力直径D对cri和Cquen均有 显著影响，但cri与LD2相关，而Cquen与LD相关。预混段结构通过改变混合物在预混段内的停留时间而作用于，减少停留时间会抑制CIVB回火的发生。因此，在保证合适 cri的预混程度以及压力损失的前提下，可以通过减小L或D改善 CIVB回火。证明了cri和C