预热优化微燃烧器稳定性：数值模拟与关键参数研究

微细直管内预热气体燃烧的数值模拟是一篇由中国科技论文在线首发的学术论文，作者崔强、杨卫娟等人来自浙江大学能源清洁利用国家重点实验室。该研究聚焦于微尺度燃烧器中的关键问题，即如何通过预热和预混气流量控制来提高燃烧稳定性，尤其是在等径直圆管形微燃烧器中。 研究的核心内容是对比分析预热温度和预混气流量变化对微燃烧器内部温度和外壁温度的影响。具体来说，研究者设置了不同的条件，如燃料混合气体流量为0.16L/min、0.28L/min和0.32L/min，预热温度分别设定为室温(23℃)、250℃和500℃。数值模拟的结果表明，当流量保持恒定时，预热温度的升高会导致反应区域的峰值温度上升，同时外壁温度变化较小，这有助于减少壁面的散热损失，进而提升燃烧稳定性，防止热熄火的发生。 另一方面，当预热温度保持恒定时，随着流量的增加，反应区域的峰值温度会相应上升，而燃烧器的总体温度受到流量影响较大。这表明通过适当的预热，可以有效提高反应温度，从而改善燃烧器的工作性能和稳定性。 微尺度燃烧的稳定性对于微型机电系统（MEMS）和便携式电子产品的发展至关重要，因为这类系统需要高能量密度且小型化的电源。微燃烧技术因其高能量密度、体积小、成本低以及长寿命等特点备受关注。然而，微燃烧器面临的挑战包括散热问题和熄火风险。为此，研究者借鉴了外部加热、催化燃烧和预热反应物等方法来增强微燃烧的稳定性。 Waitz和Maruta的研究强调了在小空间内燃烧的可行性，而Zamashchikov等人则提出通过环境加热来减小热量损失，使熄火现象得以控制。这篇论文的贡献在于通过数值模拟提供了关于预热策略如何优化微燃烧器性能的具体见解，这对于微动力能源系统的开发和优化具有实际意义。 该研究为微燃烧器设计提供了数值上的指导，特别是在预热策略和流量控制方面的应用，对于提高微尺度燃烧器的稳定性、防止熄火现象，并推动微型能源系统的发展具有重要的理论价值和实践指导作用。