Structure of a stratified CH4 flame with H2 addition
Structure of a stratified CH4 flame with H2 addition
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添加 H2 的分层 CH4 火焰的结构
DOI：
10.1016/j.proci.2018.06.205
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发表时间：
2018
影响因子：
3.4
通讯作者：
Dreizler
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schneider;Magnotti;Barlow;Dreizler
为了探索掺氢（20%体积比）对甲烷湍流分层预混燃烧的影响，在达姆施塔特分层燃烧器上进行了一种新型火焰结构的实验研究。主要物种的浓度和温度测量与高空间分辨率的一维拉曼-瑞利散射。局部当量比（范围从λ = 0.45到λ = 1.25）和局部分层的条件适用于大型数据集，并允许分析H2添加对火焰结构的影响。对于每个瞬时火焰实现，局部分层水平被确定为在最大CO质量分数位置处的Δ λ/ΔT。由于H2的加入，H2的优先扩散不同于纯甲烷火焰。除了扩散出其形成的反应区之外，特别是在富条件下，H2还从冷的反应物混合物扩散到火焰前缘中。对于丰富的条件（λ = 1.05至λ = 1.15）H2的质量分数显着升高的中间温度范围内相比，完全预混层流火焰模拟。这是由于海拔高度的优先运输H2到丰富的火焰前从相邻的更丰富的区域的流动。此外，当考虑到整个火焰前锋的局部分层时，它揭示了H2的状态空间关系不仅是局部化学计量的函数，而且是局部分层水平。在这些火焰H2是唯一的主要物种显示的状态空间关系的当量比梯度整个火焰前锋的敏感性。
To explore the effect of H2addition (20 percent by volume) on stratified-premixed methane combustion in a turbulent flow, an experimental investigation on a new flame configuration of the Darmstadt stratified burner is conducted. Major species concentrations and temperature are measured with high spatial resolution by 1D Raman-Rayleigh scattering. A conditioning on local equivalence ratio (range fromϕ= 0.45 toϕ= 1.25) and local stratification is applied to the large dataset and allows to analyze the impact of H2addition on the flame structure. The local stratification level is determined asΔϕ/ΔT at the location of maximum CO mass fraction for each instantaneous flame realization. Due to the H2addition, preferential diffusion of H2is different than in pure methane flames. In addition to diffusing out of the reaction zone where it is formed, particularly in rich conditions, H2also diffuses from the cold reactant mixture into the flame front. For rich conditions (ϕ= 1.05 toϕ= 1.15) H2mass fractions are significantly elevated within the intermediate temperature range compared to fully-premixed laminar flame simulations. This elevation is attributed to preferential transport of H2into the rich flame front from adjacent even richer regions of the flow. Additionally, when the local stratification across the flame front is taken into account, it is revealed that the state-space relation of H2is not only a function of the local stoichiometry but also the local stratification level. In these flames H2is the only major species showing sensitivity of the state-space relation to an equivalence ratio gradient across the flame front.
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影响因子：
4.4
作者：
G. Kuenne;F. Seffrin;Frederik Fuest;Thabo Stahler;A. Ketelheun;D. Geyer;J. Janicka;A. Dreizler
通讯作者：
G. Kuenne;F. Seffrin;Frederik Fuest;Thabo Stahler;A. Ketelheun;D. Geyer;J. Janicka;A. Dreizler
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DOI：
--
发表时间：
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