多孔介质燃烧器中火焰不稳定性的实验探索

"过滤燃烧火焰锋面不稳定性的实验研究 (2013年)" 这篇2013年的论文主要探讨了甲烷/空气预混气体在多孔介质燃烧器中的燃烧特性，尤其是火焰锋面的不稳定性。实验的核心是观察火焰在小球填充床内的演变过程，其中填充床的结构不均匀性对火焰行为的影响成为关键。 实验结果显示，在当量比为0.41，流速为0.42 m/s的情况下，火焰在6mm的小球填充床内部经历了一个从对称到倾斜，再到最终分裂为两个独立区域的过程。这个变化是由预热区域的非均匀性引起的。为了减少这种不均匀性，研究人员在填充床布置时进行了夯实，以期望改善孔隙率的分布。然而，即使在孔隙率均匀的填充床中，由于初始的非均匀预热，火焰的传播仍然表现出高度的不稳定性，这可能导致火焰熄灭。 火焰锋面的不对称性是另一个重要的发现。即使在没有明显预热不均匀性的条件下，火焰锋面也显示出不对称性，这暗示了其他因素，如流动条件或燃烧器设计，可能也影响着火焰的行为。研究者指出，填充床的结构不均匀性是造成火焰锋面倾斜的主要原因，而任何初始的不均匀因素都会加剧火焰传播的不稳定性。 这篇论文属于自然科学领域，特别是热能与动力工程的细分方向。它受到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金等多个项目的资助。作者团队包括薛治家、于庆波、刘慧和史俊瑞，他们在东北大学材料与冶金学院和沈阳工程学院能源与动力工程学院进行了此项研究。 通过这项实验研究，我们可以深入了解过滤燃烧过程中火焰不稳定的机理，这对于优化燃烧器设计、提高燃烧效率以及减少污染物排放具有重要意义。未来的研究可能会更深入地探索如何控制和利用这些不稳定性，以实现更高效、更环保的燃烧过程。