甲烷瞬态火焰与壁面油膜相互作用的实验观测

梁兴雨，王诗文，王 昆，张洪升，郑志伟，李 畅

(天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072)

内燃机缸内燃烧过程中，火焰与燃烧室壁面相互作用几乎无法避免.该火焰-壁面作用过程通常为瞬态过程，对燃烧室内火焰的传播、发展以及发动机做功过程影响显著.内燃机工作过程中活塞顶岸的润滑油随着活塞高速运动，或因活塞环间隙与气缸内的压力差进入燃烧室，附着于缸套表面上并参与燃烧，使火焰-壁面作用过程更加复杂[1].此外，现代内燃机广泛采用的早喷、二次喷射等[2-3]先进喷射策略使燃烧室燃油湿壁成为一种普遍现象.总而言之，燃烧室润滑油/燃油造成的湿壁现象对火焰-内燃机壁面相互作用的影响不容忽视.

焰-壁相互作用是复杂的物理化学过程，可直接导致缸内火焰淬熄[4].火焰与壁面间通过热传导和热辐射形式的热量损失是影响淬熄过程或改变淬熄距离的主要因素.壁面条件(包括壁面材料和壁面几何参数)以及燃烧条件(包括压力、火焰拉伸和近壁区域气体动力学参数)等均会影响火焰撞壁过程的热损失，进而影响火焰淬熄[5].火焰前锋面温度在与冷壁面相互作用过程中急剧降低，导致燃烧链式化学反应显著减慢甚至停滞，进而使火焰无法持续[6].Najim等[7]通过研究弯曲通道内的预混火焰传播过程发现火焰在与壁面相互作用过程中的热损失使火焰面积降低造成火焰淬熄.Yenerdag 等[8]基于直接数值模拟(DNS)研究发……