在氫燃料燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行過(guò)程中，噪聲是不可避免的問(wèn)題。在氫氣燃燒中，燃燒室可能會(huì)發(fā)生諧振頻率的模式切換，影響火焰運(yùn)行，同時(shí)火焰在動(dòng)態(tài)穩(wěn)定到不穩(wěn)定燃燒過(guò)程中，氫氣的增加會(huì)產(chǎn)生間歇?jiǎng)恿W(xué)區(qū)域。此外，氫富集會(huì)增加燃燒動(dòng)力學(xué)誘導(dǎo)的閃回傾向，促進(jìn)周期性閃回事件和熱聲不穩(wěn)定性的耦合。本課題將以東方汽輪機(jī)有限公司的需求為目標(biāo)，從微預(yù)混純氫燃燒存在的嚴(yán)重的熱聲振蕩問(wèn)題出發(fā)，結(jié)合企業(yè)對(duì)火焰穩(wěn)定性、額定功率、污染物排放限制等要求對(duì)燃燒器結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證與參數(shù)優(yōu)化。

針對(duì)特定結(jié)構(gòu)的純氫微孔預(yù)混噴嘴結(jié)構(gòu)開(kāi)展穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬模擬研究，計(jì)算微預(yù)混燃燒室的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、火焰結(jié)構(gòu)和污染物排放特性。

搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)與測(cè)量系統(tǒng)，針對(duì)特定結(jié)構(gòu)的純氫微孔預(yù)混噴嘴結(jié)構(gòu)，進(jìn)行純氫微混火焰特性與響應(yīng)特性研究。測(cè)量單噴嘴和多噴嘴燃燒室中火焰對(duì)聲波激勵(lì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)行為，獲得純氫微混火焰的火焰?zhèn)鬟f函數(shù)，從整體角度分析火焰響應(yīng)特性。

結(jié)合數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)探究所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)一種純氫微混燃?xì)鈬娮欤槍?duì)影響純氫燃燒特性的關(guān)鍵幾何特征開(kāi)展參數(shù)化設(shè)計(jì)，最終形成純氫微預(yù)混燃燒噴嘴的參數(shù)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

改良燃燒室模型結(jié)構(gòu)與整流效果，針對(duì)純氫微混燃燒室的燃?xì)鈬娮旖Y(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，并建立改變氫氣噴嘴位置、改變鈍體高度、改變鈍體形狀的純氫微混燃?xì)鈬娮斓娜S模型。

針對(duì)特定結(jié)構(gòu)的純氫微預(yù)混燃?xì)鈬娮旖Y(jié)構(gòu)開(kāi)展穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬研究，計(jì)算了微預(yù)混燃燒室的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、燃?xì)饨M分的質(zhì)量分布、火焰結(jié)構(gòu)和污染物排放等特性。

搭建了一套純氫微預(yù)混燃燒室火焰動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)與測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量了單噴嘴和多噴嘴燃燒室中的在無(wú)聲激勵(lì)條件下的火焰動(dòng)力學(xué)行為，以及探究火焰對(duì)聲波激勵(lì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)行為。