文|张博然的研究室

编辑|张博然的研究室

多孔介质中的超焓燃烧，也称为能量集中现象，在能源回收和污染控制方面有着广泛应用，因此受到了学术界持续的关注。这一现象已经得到广泛研究，包括实验、数值和理论分析。

通过固体传导和辐射进行的热回收，被认为是超焓燃烧的主要原因。通过这种回收过程，理论上可以实现高于进入燃烧器的混合物温度的局部绝热火焰温度，即超焓燃烧。一些研究表明在反应区域，辐射与固相传导起到了相当重要的作用。

对于多孔介质中的瞬态气体燃烧，关注两个相关参数，即几乎恒定的燃烧波速和最高温度。通过先前的研究，可以发现最大无量纲超焓燃烧温度是多孔介质中燃烧波速与热波速之比的函数。

在均质多孔介质中，气体燃烧通常是一种瞬态过程，火焰可以沿着与入口混合物流相同或相反的方向传播，这取决于当量比和混合物速度。当燃烧波速与热波速的比值等于1时，表现出最明显的超绝热效应。

超绝热燃烧的机理是热波和燃烧波在一定条件下重叠的结果。为了扩展稀薄可燃性极限，一种名为预混合气体在惰性多孔介质中的往复超绝热燃烧的方法被提出。

在该系统中，气流方向定期改变，使得燃烧器中储存的热量可以充分预热新鲜混合物，从而实现了超绝热燃烧的效果。在这种情况下，多孔介质中的最高燃烧温度约为入口混合气绝热燃烧的四倍。

相较于多孔介质中瞬态燃烧的显著超绝热燃烧效应，可燃性极限可以扩展到极低的当量比，而多孔介质中的稳定燃烧仅观察到轻微的超绝热燃烧效应，稀薄可燃性极限约为天然气的0.4。固体传导和辐射是热再循环的主要模型。