[科普中国]-吹熄极限

固体材料对微型钝体燃烧器吹熄极限的影响

通过数值模拟研究了石英、不锈钢和SiC微型钝体燃烧器内氢气/空气预混火焰的吹熄极限。由结果可知，3个燃烧器对应的吹熄极限分别为36, 25和21m·s-1，从钝体附近的流场、热损失以及流场与壁面导热的相互作用进行了深入探讨，结论如下。

(1)热导率越大，更多的热量通过壁面从下游高温区传到上游低温区，对未燃预混气产生更好的预热效果，气体体积膨胀更明显，钝体上下两侧的流速更大，导致钝体后面的低速区面积更小，稳燃效果更差。这使得石英燃烧器的吹熄极限最大。

(2)对于不锈钢和SiC燃烧器，由于SiC壁面更大的发射率使得其散热损失较大，从而使得其吹熄极限更小。

(3)通过分析吹熄极限时的反应区结构，表明火焰由于受到剪切层的强烈拉伸作用而导致熄灭，实验观察也证实了这一点。2

阻塞比对微型钝体燃烧器吹熄极限的影响数值模拟结果表明，吹熄极限随着阻塞比的增大而增大.分析表明，回流区的大小对吹熄极限的影响很大.较小的回流区使得阻塞比ξ=0.3的钝体燃烧器的稳燃性能最差，吹熄极限最小.阻塞比ξ=0.4和ξ=0.5的钝体燃烧器的回流区比ξ=0.3的情况要大得多，其吹熄极限也大幅增加。基于对流场和反应区的分析表明，火焰在阻塞比ξ=0.3的钝体燃烧器内被吹熄是由于回流区太小所致;对于阻塞比ξ=0.4和ξ=0.5的钝体燃烧器来说，在高速下火焰由于受到剪切层的强烈拉伸作用而导致吹熄，实验观察也证实了这一点此外，热损失分析表明，三种不同阻塞比的钝体燃烧器之间的散热损失比例差别很小，对吹熄极限的影响有限.3