基于PLIF的甲烷/空气富燃层流半预混半扩散火焰试验研究

为获得高当量比甲烷预混燃烧特性，利用平面激光诱导荧光技术研究本生灯甲烷/空气富燃层流预混火焰中氢氧自由基(OH)和一氧化氮(NO)的分布。结果表明：OH主要分布在火焰扩散层锋面两侧，火焰顶端基本无OH分布；当量比φ<1.31和φ≥1.31时本生灯富燃预混火焰外部扩散层分别以0.5 s和0.4 s为一个周期不断收缩膨胀；层流燃烧速度随当量比增加而减少，当φ=1.10时为最大燃烧速度33 cm/s,当φ>1.50时，层流燃烧速度基本保持不变，维持在15 cm/s左右；在火焰顶端存在强烈的负拉伸作用，负拉伸率的绝对值随着当量比的增加先减小后增加，其中火焰拉伸率是影响层流燃烧速度测量误差的主要因素；对立体火焰结构研究发现，φ=1.54时在火焰扩散层内部发生局部熄火现象；对火焰中NO的分布研究发现，NO主要分布在火焰内锥外部的扩散层，工程应用时应尽量减少火焰扩散燃烧区域的分布，以降低NO的排放。