直交流电场对甲烷—空气预混球形扩展火焰的影响  被引量:1

Effect of DC/AC electric field acting on premixed methane-air spherically expanding flame

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作  者:李超[1] 张聪[1] 侯俊才[1] 吴筱敏[1,2] 

机构地区:[1]西安交通大学能源与动力工程学院 [2]陕西科技大学

出  处:《汽车安全与节能学报》2016年第1期78-85,共8页Journal of Automotive Safety and Energy

基  金:国家自然科学基金资助项目(51176150;51476126);国家重点实验室清华大学汽车安全与节能开放基金资助项目(KF14122)

摘  要:为验证直流/交流电场对甲烷—空气预混球形传播火焰的助燃机理,模拟研究了火焰分别受气动效应、热效应和两者叠加作用的影响。采用的模拟方法是:向火焰锋面Navier-Stokes(N-S)方程添加动量源项和能量源项。进行了相关的实验,以验证模拟的正确性。结果表明:直流电场对火焰的影响主要是气动效应,火焰锋面内粒子的迁移和涡流是其中的主要因素。在1 k Hz以下的低频交流电场中,电场对火焰的影响主要是气动效应和热效应的叠加作用。而在1 k Hz以上的高频交流电场中,因该频率远高于粒子响应所需,故不存在气动效应,此时电场对火焰的影响是由热效应产生的。Aerodynamic effect, thermal effect and combination effects on flame were investigated by numerical simulation to verify the combustion assisted mechanism of DC/AC electric field acting on the premixed methaneair spherically expanding flame. The simulation method was adding momentum source and energy source terms into the Navier-Stokes(N-S) equations on flame surface. Some relative experiments were done to verify the simulation correctness. The results show that the aerodynamic effect including the particle motion on flame surface and the vortexes, are the main factor that affect the flame under DC electric field. The flame is affected by the superposition of aerodynamic effect and the thermal effect under an AC electric field below 1 k Hz. The flame is only affected by the thermal effect without aerodynamic effect under an AC field above 1 k Hz, which is much higher than that particle response required.

关 键 词:电场助燃 火焰拉伸 气动效应 热效应 数值模拟 

分 类 号:TK427[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]

 

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