基于不穩(wěn)定層流小火焰模型的柴油噴射自動點火燃燒

為了獲得更好的燃油經(jīng)濟性，燃氣渦輪機和內(nèi)燃機廣泛應(yīng)用了噴燃技術(shù)。將燃料注入高溫燃燒室，燃料液滴部分蒸發(fā)并與氧化劑混合直到發(fā)生自燃，上述反應(yīng)是整個噴燃過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；之后，由于有限的氧化劑，混合燃油氣燃燒逐漸變緩。因此，噴射燃燒可以被視為一個部分預(yù)混燃燒模式。所以，基于完全預(yù)混燃燒或者完全非預(yù)混燃燒理論的標(biāo)準(zhǔn)燃燒模型并不適合噴射燃燒。

很多研究已經(jīng)開始關(guān)注小火焰單元的模型,將反應(yīng)進展變量分為了穩(wěn)定小火焰單元模型（SFM）和不穩(wěn)定小火焰單元模型（UFM）。目前的研究中，UFM結(jié)合反應(yīng)進展變量方法，可以描述和分析內(nèi)燃機在振動環(huán)境中實現(xiàn)自動點火和燃燒所需要的條件。噴霧模型采用基于液滴尺寸分動量方法。用正庚烷作為柴油的替代燃料的仿真研究演示了該模型的功能：捕捉噴霧形成、隨后的自燃和火焰舉升長度的存在。

結(jié)果表明，上述方法是獲取基本火焰特征（如自動點火和火焰舉升等）的一個有效方法，并且不需要使用其它任何額外的點火模型。預(yù)測的火焰溫度輪廓相當(dāng)于發(fā)光火焰的形成。總的來說，相比SFM，UFM執(zhí)行效果略好。因此，UFM結(jié)合反應(yīng)進展變量方法，能夠可靠地應(yīng)用于部分預(yù)混燃燒設(shè)備中，比如噴燃式柴油發(fā)動機。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2013年第52期

作者：Isares Dhuchakallaya et al

編譯：薛雷