中尺度涡流稳定燃烧器阵列中的喷射 A 燃烧,Energy & Fuels

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中尺度涡流稳定燃烧器阵列中的喷射 A 燃烧
Energy & Fuels ( IF 5.3 ) Pub Date : 2021-06-14 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c00707
Jeongan Choi ₁ , Rajavasanth Rajasegar ₁ , Qili Liu ₁ , Tonghun Lee ₁ , Jihyung Yoo ₂

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我们研究了 Jet A 燃料在中尺度燃烧器阵列中的使用，开发用于提高小尺度火焰稳定性并减少燃烧器长度尺度。射流 A 在与空气混合以产生预混射流 A 空气火焰阵列之前被蒸发。反应混合物温度由加热器控制，以研究混合物温度对火焰稳定性的影响。在中尺度燃烧器阵列上比较了射流 A 和甲烷的整体燃烧特性。在 373.15 到 773.15 K 的入口温度范围内，Jet A 火焰阵列表现出比甲烷火焰阵列更高的稀薄排放当量比。使用气相色谱-质谱法分析加热的 Jet A 燃料成分。10 kHz 平面激光诱导荧光 (PLIF) 羟基自由基 (OH) 成像用于使用 Jet A 荧光的过滤分离来可视化 Jet A 火焰阵列的燃烧后区域。从 OH-PLIF 图像中，与相同操作条件下的甲烷火焰相比，Jet A 火焰阵列显示出更窄的火焰结构和更小的再循环区。此外，基于适当的正交分解分析，当当量比为 0.8 时，Jet A 火焰阵列显示出比甲烷火焰更大的火焰波动。这些结果可以扩展到使用重烃液体燃料的其他小规模燃烧系统的设计和操作。与相同操作条件下的甲烷火焰相比，Jet A 火焰阵列显示出更窄的火焰结构和更小的再循环区。此外，基于适当的正交分解分析，当当量比为 0.8 时，Jet A 火焰阵列显示出比甲烷火焰更大的火焰波动。这些结果可以扩展到使用重烃液体燃料的其他小规模燃烧系统的设计和操作。与相同操作条件下的甲烷火焰相比，Jet A 火焰阵列显示出更窄的火焰结构和更小的再循环区。此外，基于适当的正交分解分析，当当量比为 0.8 时，Jet A 火焰阵列显示出比甲烷火焰更大的火焰波动。这些结果可以扩展到使用重烃液体燃料的其他小规模燃烧系统的设计和操作。

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Jet A Combustion in a Mesoscale Swirl-Stabilized Combustor Array

We investigate the use of Jet A fuel in a mesoscale burner array, developed to improve small-scale flame stability and reduce combustor length scale. Jet A is vaporized before being mixed with air to produce premixed Jet A-air flame arrays. The reactant mixture temperature is controlled by a heater to study the effects of mixture temperature on flame stability. Overall combustion characteristics of Jet A and methane are compared on the mesoscale burner array. The Jet A flame array exhibited a higher lean blow-off equivalence ratio than that of the methane flame array under a range of inlet temperatures varying from 373.15 to 773.15 K. The heated Jet A fuel composition is analyzed using gas chromatography–mass spectrometry. 10 kHz planar laser-induced fluorescence (PLIF) imaging of the hydroxyl radical (OH) is employed to visualize the post-combustion zone of the Jet A flame array using filtered separation of Jet A fluorescence. From the OH-PLIF images, the Jet A flame array showed narrower flame structures and smaller recirculation zones compared to that of the methane flame under the same operating condition. Furthermore, the Jet A flame array showed larger flame fluctuations compared to that of the methane flame at an equivalence ratio of 0.8 based on proper orthogonal decomposition analysis. These results can be extended toward designing and operating other small-scale combustion systems using heavy hydrocarbon liquid fuels.

更新日期：2021-07-01

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