不同氧指数下乙烯反扩散火焰的标准烟尘生成模型

不同氧指数下乙烯反扩散火焰的标准烟尘生成模型(中文2800字,英文PDF)
摘要
为了深入了解煤烟产生机理，我们研究了氧化剂流的氧浓度 (即氧指数(OI))对烟尘产生和层流逆扩散火焰(IDF)的火焰辐射的影响。在氧指数的变化从17%到35%的范围内，模拟了几个层流轴对称逆扩散火焰。所有模拟都用纯乙烯燃料。用比较实验数据的方法，评估两方程乙炔/苯基的半经验碳烟生产模型和全谱与k相关(FSCK)的辐射特性模型的能力。我们发现更高的氧指数能产生时间更短的火焰,更高的温度和更多的煤灰和能量辐照。仿真结果表明,当氧指数在25%以下时，改变氧指数可以正确预测实验走向。为了提高结果的通用性, 我们改进了烟尘的生成模型, 将烟尘表面老化效应近似地纳入了表面生长机理, 并进行了标准化。在煤灰表面区域我们采用了二次方指数关系。通过灵敏度分析实验,我们发现在预测烟尘含量方面, 表面生长过程是最敏感的。标定后的模拟结果与实验测量结果吻合良好, 这说明我们从局部和整体角度提出了准确的预测。结果表明，逆扩散火焰是一个很适合烟尘模型的构造设定，它提供了解耦氧化过程、不同氧指数下近似的滞留时间和由温度单独控制的热寿命。结果还表明,有必要考虑到老化对烟尘表面反应性的影响,才能正确地模拟改变氧指数引起的变化。