万建龙老师的两篇论文“Effect of conjugate heat exchange of flame holder on laminar premixed flame stabilization in a meso-scale diverging combustor (2020, 198: 117294)”和“Effect of thermal condition of solid wall on the stabilization of a preheated and holder-stabilized laminar premixed flame (2020, 200: 117548)”被国际能源领域知名期刊Energy(IF: 5.537)接收发表。
第一篇论文以带圆柱稳燃器的渐扩圆管燃烧器为模型,研究稳燃器的热作用对变通道燃烧室(实际燃烧室多为变通道)内火焰稳定性的影响。研究表明当圆柱稳燃器与火焰存在相关热作用时,火焰稳定性较好,火焰根部更靠近上游。火焰锋面内出现了燃烧强化区域(见图1)。当圆柱稳燃器无热作用时,火焰顶部更靠近上游,且火焰变成上下震荡的不稳定火焰 (见图2),这表明圆柱稳燃器的热作用可明显抑制变通道内的非稳定火焰的,其抑制机理也进行了深入探讨。这项工作可为类似燃烧器的优化设计提供理论指导。
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图1 中心圆柱稳燃器有换热时的火焰结构图
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图2 中心圆柱稳燃器无换热时的动态火焰图
第二篇论文以带平板稳燃器的热回流燃烧器为模型,考察了壁面热边界条件对热回流-流体回流协同作用下火焰结构的影响,研究表明固体-壁面热耦合作用可显著缩短火焰高度,增强火焰稳定性(见图3),定量揭示了其对火焰温度、壁面温度和局部流速的影响。这项工作为进一步优化此燃烧器和针对性调控火焰形态提供了理论帮助。
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图3 不同壁面热边界条件下的火焰形态图
以上研究得到了国家自然科学基金(51706080)和中央高校基本科研业务费专项基金(2019kfyXJJS110)的资助。