近日,我院车辆2101班本科生杨丰铭同学在能源热力学领域著名期刊《Applied Thermal Engineering》发表了题为“Effect of micro-explosion and puffing on combustion interactions of multi-component fuel droplet array during flame spread”的研究论文。
喷雾燃烧是液体燃料燃烧的主要方式,广泛应用于航空发动机、火箭发动机、燃气轮机和内燃机中。喷雾燃烧过程涉及复杂的物理化学过程,包括雾化、蒸发、火焰动力学和液滴层面的相互作用等,直接影响放热率、燃烧效率和污染物形成。
微爆是提高发动机喷雾燃烧速率和减少污染物排放的潜力方案。本研究利用高速背光成像技术,研究了微爆(micro-explosion)和吹吸(puffing)对多组分燃料液滴阵列燃烧相互作用的影响。并提出了液滴阵列燃烧中的微爆和吹吸的作用机理。结果表明,液滴阵列燃烧过程主要由两液滴同火焰燃烧、三液滴同火焰燃烧和独立火焰燃烧组成。在同火焰中燃烧的三个液滴在液滴间距为2和3时燃烧持续时间最长,分别占总燃烧时间的97.14%和72.06%。与理论燃烧时间相比,在液滴间距为2和3时,液滴阵列的总燃烧持续时间分别缩短了34.1%和40.3%。然而,在液滴间距为4和5的情况下,液滴阵列的总燃烧持续时间比理论值延长了1.9%和7.4%。最重要的是,相互影响参数随液滴间距的增大呈现出先增加后减小的趋势,其中第三个液滴的相互影响参数最小。这主要是由缺氧效应、火焰加热效应和蒸汽冷却效应共同决定的。
我院车辆2101班本科生杨丰铭为学生第一作者,王继刚副教授为通讯作者,我院为第一完成单位。该论文得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和中国博士后科学基金项目的资助。