可变形燃油液滴的燃烧和蒸发
摘要：燃烧和蒸发是一个孤立自由变形燃油液滴在对流流动下的重点研究。通过改变中等雷诺数下的韦伯数来改变液滴的形状。燃烧建模采用简化的化学反应机制。直接数值模拟(DNS)结果显示韦伯数对纯蒸发和燃烧情况下总蒸发速率($\dot{m}$)有正向作用。对于燃烧来说，较高的韦伯数能够使$\dot{m}$增加高达9%。观察到非球形包络火焰随时间增长。该火焰类型的达姆克勒数大于1，导致相比于蒸发反应速度更快。因此，液滴形状对燃烧过程没有影响。为了理解2D研究能否反映出这个问题的正确物理特性，还对3D和2D的燃烧结果进行了额外比较。结果发现，由于相同的入口速度情况下温度梯度在液滴表面附近较低，2D中的局部蒸发通量较2D要低42.5%。液滴的变形在2D中显著不同，影响边界层的发展和尾流。这被观察到影响液滴下游的火焰形状。因此，2D模拟不能恢复出正确的行为。
作者：Meha Setiya, John Palmore Jr
论文ID：2212.09001
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-02