高压下三元预混燃料层流燃烧和爆炸特性

陈锐 姜根柱 陶钜翔

陈锐, 姜根柱, 陶钜翔. 高压下三元预混燃料层流燃烧和爆炸特性[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251140
引用本文: 陈锐, 姜根柱, 陶钜翔. 高压下三元预混燃料层流燃烧和爆炸特性[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251140
CHEN Rui, JIANG Genzhu, TAO Juxiang. Laminar Combustion and Explosion Characteristics of Ternary Premixed Fuels under High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251140
Citation: CHEN Rui, JIANG Genzhu, TAO Juxiang. Laminar Combustion and Explosion Characteristics of Ternary Premixed Fuels under High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251140

高压下三元预混燃料层流燃烧和爆炸特性

doi: 10.11858/gywlxb.20251140

Laminar Combustion and Explosion Characteristics of Ternary Premixed Fuels under High Pressure

  • 摘要: 系统研究了在高压条件下,乙醇-氢气-甲烷三元预混燃料的层流燃烧和爆炸特性。采用定容燃烧系统,在初始温度为400 K、压力为0.1~0.4 MPa、当量比为0.7~1.4及乙醇掺比20%、50%、80%的工况下开展实验。结果表明:当量比为1.1时,燃烧不稳定性最强,且不稳定性强度随乙醇含量和压力升高而增强。层流燃烧速度随着压力和乙醇浓度升高而降低,与机理模拟结果的相对偏差小于7%。在爆炸特性方面,最大爆炸压力与初始压力呈线性关系,其斜率随乙醇掺比增加而升高;最大升压速率在当量比为1.1时达到峰值,最大值可达188 MPa/s,对应的爆燃指数为23.66 MPa•m/s,处于相对安全水平。不同乙醇掺比下的最优燃烧区间为:20%时,当量比为1.2~1.3,压力为0.1~0.3 MPa;50%时,当量比为1.1~1.2,压力约为0.3 MPa;80%时,当量比为1.0~1.1,压力约为0.1 MPa。动力学分析进一步表明,R1为主导链分支反应,是提升燃烧速率的关键步骤,机理模拟可准确捕捉自由基演化趋势,验证了反应动力学模型的合理性。研究结果揭示了乙醇掺比与压力共同作用下三元燃料燃烧和爆炸的规律性,为高效清洁燃料设计与燃烧室优化提供了参考。

     

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  • 网络出版日期:  2025-09-18

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