基于不穩定層流小火焰模型的柴油噴射自動點火燃燒

基于不穩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濟性，燃氣渦輪機和內燃機廣泛應用了噴燃技術。將燃料注入高溫燃燒室，燃料液滴部分蒸發并與氧化劑混合直到發生自燃，上述反應是整個噴燃過程的關鍵環節；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混燃燒模式。所以，基于完全預混燃燒或者完全非預混燃燒理論的標準燃燒模型并不適合噴射燃燒。

很多研究已經開始關注小火焰單元的模型,將反應進展變量分為了穩定小火焰單元模型（SFM）和不穩定小火焰單元模型（UFM）。目前的研究中，UFM結合反應進展變量方法，可以描述和分析內燃機在振動環境中實現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。預測的火焰溫度輪廓相當于發光火焰的形成。總的來說，相比SFM，UFM執行效果略好。因此，UFM結合反應進展變量方法，能夠可靠地應用于部分預混燃燒設備中，比如噴燃式柴油發動機。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2013年第52期

作者：Isares Dhuchakallaya et al

編譯：薛雷