清华大学学报(自然科学版)

作者：费腾, 沈畅, 游小清

单位：1. 清华大学 未央书院, 北京 100084,2. 清华大学 能源与动力工程系, 燃烧能源中心, 北京 100084,3. 清华大学 热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京 100084

关键词：微重力,层流扩散火焰,多元扩散火焰,数值模拟

基金：国家重点研发计划项目(2021YFA0716204)

微重力与常重力条件下的燃烧现象存在显著差异。深入研究微重力条件下的扩散火焰结构，对于丰富燃烧理论，促进航天工程等领域的发展具有重要意义。该文采用数值模拟手段，研究了多元扩散燃烧器下的乙烯/氧气/氩气火焰的结构特征，设计了3组计算工况分别研究重力、压力及氧气体积分数对火焰结构的影响机制。结果表明，该多元扩散火焰的形态与燃料当量比和压力相关，在常压及富燃条件下形成双层火焰，内层与外层分别由乙烯和一氧化碳的燃烧产生。随着重力加速度由9.8 m/s2降至0，火焰的高度升高、宽度变宽、温度降低。随着压力由50 kPa升至500 kPa，火焰高度降低且形态发生变化，同时火焰温度在常重力和微重力条件下分别升高了590和80 K。随着氧气体积分数由1.00降至0.50，火焰高度升高，火焰由分离火焰转变为双层火焰，同时火焰温度在常重力和微重力条件下分别降低约250和600 K。

来源：2025年第9期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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