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中南大学学报(自然科学版)

Journal of Central South University

第50卷    第1期    总第293期    2019年1月

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文章编号:1672-7207(2019)01-0214-06
微小圆管和方管中H2/空气燃烧极限的比较与分析
范爱武,袁自力

(华中科技大学 能源与动力工程学院,湖北 武汉,430074)

摘 要: 对H2/空气预混气在水力直径均为1.0 mm的方管和圆管内的燃烧特性进行三维数值模拟。研究结果表明:方管的可燃浓度范围和速度范围均比圆管的要宽。定量分析表明这主要有3个方面的原因:1) 方管的散热损失 比例略比圆管的小;2) 方管的截面周长比圆管的更大,火焰根部更长,尤其是4个角落存在速度极低的稳燃区;3) 方管内火焰顶部的应变率相对于圆管的更小,火焰受到的拉伸效应更弱。这3方面的因素综合起来,使得方管具有更强的稳燃能力。

 

关键字: 微尺度燃烧;截面形状;燃烧极限;散热损失;边界层;拉伸效应

Comparison of combustible limits of H2/air flames in square and circular micro tubes
FAN Aiwu, YUAN Zili

School of Energy and Power Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

Abstract:Combustion characteristics of H2/air flames in square and circular micro tubes with a hydraulic diameter of 1.0 mm were numerically investigated. The results show that the combustible ranges of both equivalent ratio and inlet velocity of the square tube are wider than that of the circular tube. Numerical analysis reveals that there are three reasons for these differences in flame stabilization ability. Firstly, the heat loss ratio of square tube is slightly less than that of the circular tube. Secondly, the square tube has a larger circumference and a very low velocity zone in the four corners. Thirdly, the strain rate at the flame tip in the square tube is smaller and thus the flame suffers a weaker stretch effect.

 

Key words: micro combustion; cross-section geometry; combustible limits; heat loss; boundary layer; stretch effect

中南大学学报(自然科学版)
  ISSN 1672-7207
CN 43-1426/N
ZDXZAC
中南大学学报(英文版)
  ISSN 2095-2899
CN 43-1516/TB
JCSTFT
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