球形颗粒随机堆积床内甲烷/氢气/空气预混燃烧的数值模拟

来源：上海理工大学学报杂志2026年第3期北京时间：

作者：刘逸隆，陆建民，王浩宇，杨荟楠，陈军

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093

摘要：甲烷/氢气混合燃烧能有效降低碳排放和提高燃烧效率，且随机堆积床可进一步促使其温度分布均匀。为此，基于离散元软件EDEM与三维建模软件SOLIDWORKS建立随机堆积床模型，并模拟甲烷/氢气/空气在其中预混燃烧过程，以及分析不同时刻下随机堆积床内部火焰结构、组分分布与涡量变化等。结果表明：小球优良的蓄热能力将未燃区温度提升400 K以上，使甲烷/氢气混合燃烧具有较高的稳定性；提高掺氢气比后，未燃区温度保持在600 K以上，并进一步提高燃烧的稳定性；同时小球对混合气的分割扰动作用使火焰表面褶皱且平均涡量增加，从而使火焰结构和温度分布更加均匀。

关键词：甲烷/氢气混合燃烧;随机堆积床;火焰结构;组分分布;涡量变化

基金资助：国家自然科学基金资助项目（52376161）；上海市曙光计划资助项目（23SG42）