摘要：为了获得氢含量对微预混燃烧热声耦合的影响,该文开展不同氢-甲烷比例下的燃烧热声不稳定实验研究。通过火焰化学自发光图像研究氢含量从0%到100%的燃料燃烧时时均和瞬态的火焰结构,通过脉动压力研究动态特性,并使用时滞分析方法对热声耦合特性进行分析。结果表明,氢含量为10%的工况点发生了热声不稳定,且此时在火焰根部发生大面积的熄火和再点火,火焰抬升距离剧烈变化。理论分析得到氢含量为10%的工况点下既满足燃烧器声学一阶纵向固有频率,又满足Rayleigh准则要求的时滞条件,符合发生热声不稳定的条件。化学反应时滞在总时滞中占比至少约65%,这表明化学反应时滞在热声振荡分析中扮演重要角色,预热温度、当量比等影响化学反应时滞的因素对于热声不稳定现象有重要影响。研究结果可用于指导微预混燃烧器设计,通过时滞调整进行热声振荡被动控制。

摘要：为探究微预混喷嘴在纯氢燃料下的燃烧特性,设计了模型实验件,并在常压下开展了纯氢燃料燃烧性能实验研究。研究了喷嘴间距、直径以及进气空气温度对火焰结构和污染物排放的影响规律。结果表明:在工况范围内,微混火焰呈现独立的多微射流火焰形态,在接近贫熄边界时,火焰开始抬升并转变成整体大火焰形态。当喷嘴间距缩小至S x=1.5D后,相邻火焰之间的火焰锋面存在相互重叠的区域,耦合作用增强,导致稳定性下降。火焰宽度随着喷嘴直径缩小而缩小。该微预混喷嘴可在较宽范围内实现纯氢燃料稳定燃烧,且具有较优的低排放燃烧性能。在绝热温度2000 K工况下NO_(x)排放低于10×10^(-6)(干基,体积分数,15%O_(2))。