Dynamics and stability of lean-premixed swirl-stabilized combustion

Combustion instability remains a critical issue limiting the development of low-emission, lean-premixed (LPM) gas turbine combustion systems. The present work provides a comprehensive review of the advances made over the past two decades in this area. Recent developments in industrial dry-low-emission (DLE) swirl-stabilized combustors are first summarized. Various swirl injector configurations and related flow characteristics, including vortex breakdown, precessing vortex core, large-scale coherent structures, and liquid fuel atomization and spray formation, are discussed. Nonlinear behaviors of combustion processes observed in combustors are described. The influence of fuel preparation, combustor geometry, and operating conditions on combustion characteristics in swirl-stabilized combustors is examined. The mechanisms driving combustion instabilities, including hydrodynamic instabilities, equivalence ratio fluctuations, flame surface variations, and oscillatory liquid fuel atomization and evaporation are investigated. Instability stabilization methods, including both passive and active control techniques, are also reviewed. Finally, recent progress in both analytical modeling and numerical simulation of swirl-stabilized combustion are surveyed.

دینامیک و پایداری احتراق stabilized - پیش مخلوط پیش مخلوط

ناپایداری Combustion یک مساله مهم برای محدود کردن توسعه سیستم‌های احتراقی با گاز کم، بدون پیش - premixed (LPM)است. در این مقاله مروری جامع بر پیشرفت‌های صورت‌گرفته در دو دهه گذشته در این زمینه ارائه شده‌است. پیشرفت‌های اخیر در combustors های swirl - انتشار - پایین (dle)به طور خلاصه خلاصه می‌شوند. پیکربندی‌های مختلف انژکتور چرخشی و ویژگی‌های جریان مرتبط شامل شکست گردابه، هسته گردابه precessing، ساختارهای منسجم مقیاس بزرگ، و atomization سوخت مایع و شکل‌گیری اسپری مورد بحث قرار می‌گیرند. رفتار غیرخطی فرایندهای احتراق مشاهده‌شده در combustors تشریح شده‌است. تاثیر آماده‌سازی سوخت، هندسه محفظه احتراق و شرایط عملیاتی بر روی ویژگی‌های احتراق در combustors تثبیت‌شده با چرخش بررسی شده‌است. مکانیسم‌های ناپایداری احتراق شامل ناپایداری‌های هیدرودینامیکی، نوسانات نسبت هم ارزی، تغییرات سطح شعله، و atomization سوخت مایع نوسانی مورد بررسی قرار می‌گیرند. روش‌های پایدارسازی بی‌ثباتی از جمله روش‌های کنترل فعال و غیر فعال نیز مورد بررسی قرار می‌گیرند. در نهایت، پیشرفت‌های اخیر در هر دو مدل‌سازی تحلیلی و شبیه‌سازی عددی احتراق پایدار شده بررسی شده‌است.

ترجمه شده با