Investigación de la Respuesta Armónica en la Combustión en Remolino No Premezclada a Excitaciones Acústicas de Baja Frecuencia
Autores: Bao, Jinrong; Ji, Chenzhen; Pan, Deng; Zong, Chao; Zhang, Ziyang; Zhu, Tong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación de la Respuesta Armónica en la Combustión en Remolino No Premezclada a Excitaciones Acústicas de Baja Frecuencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Propagación
Perturbación del flujo
Excitaciones acústicas
Combustión no premixed
Relación de equivalencia
Respuesta armónica de la llama
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El mecanismo de propagación de la perturbación del flujo bajo excitaciones acústicas juega un papel crucial en la inestabilidad termoacústica, especialmente al considerar el efecto de la combustión no premixed en la liberación de calor debido a la mezcla y difusión de reactantes. Esta relación conduce a un acoplamiento complejo entre la distribución espacial de la relación de equivalencia y el mecanismo de propagación de la perturbación del flujo. En el presente estudio, se investigó experimentalmente la respuesta de una llama en remolino de metano-aire no premixed a excitaciones acústicas de baja frecuencia. Al aplicar el análisis de Descomposición Ortogonal Propia (POD) a imágenes de quimioluminiscencia de CH*, se reveló la respuesta armónica de la llama. Se utilizó Simulación de Grandes Vórtices (LES) para analizar la correlación entre el movimiento de los vórtices dentro de las capas de cizallamiento y la respuesta armónica en condiciones no reactivas a frecuencias de excitación de 20 Hz, 50 Hz y 150 Hz. Los resultados mostraron que la respuesta armónica de la llama se debía principalmente a las pulsaciones de velocidad armónica dentro de las capas de cizallamiento. Los vórtices inducidos acústicamente dentro de la capa de cizallamiento exhibieron patrones de movimiento susceptibles a la interferencia armónica, con características de distribución espacial estrechamente relacionadas con los modos de oscilación de la combustión no premixed.
Descripción
El mecanismo de propagación de la perturbación del flujo bajo excitaciones acústicas juega un papel crucial en la inestabilidad termoacústica, especialmente al considerar el efecto de la combustión no premixed en la liberación de calor debido a la mezcla y difusión de reactantes. Esta relación conduce a un acoplamiento complejo entre la distribución espacial de la relación de equivalencia y el mecanismo de propagación de la perturbación del flujo. En el presente estudio, se investigó experimentalmente la respuesta de una llama en remolino de metano-aire no premixed a excitaciones acústicas de baja frecuencia. Al aplicar el análisis de Descomposición Ortogonal Propia (POD) a imágenes de quimioluminiscencia de CH*, se reveló la respuesta armónica de la llama. Se utilizó Simulación de Grandes Vórtices (LES) para analizar la correlación entre el movimiento de los vórtices dentro de las capas de cizallamiento y la respuesta armónica en condiciones no reactivas a frecuencias de excitación de 20 Hz, 50 Hz y 150 Hz. Los resultados mostraron que la respuesta armónica de la llama se debía principalmente a las pulsaciones de velocidad armónica dentro de las capas de cizallamiento. Los vórtices inducidos acústicamente dentro de la capa de cizallamiento exhibieron patrones de movimiento susceptibles a la interferencia armónica, con características de distribución espacial estrechamente relacionadas con los modos de oscilación de la combustión no premixed.