氨氢燃料稳燃与燃烧组织
围绕氨、氢及其混合燃料，研究旋流、分级、多孔介质和热回流等组织方式。关注回流、混合与热反馈对火焰稳定的作用，以及燃料组分和运行条件对稳燃边界的影响，为燃烧器结构与供燃方式的选择提供依据。
CLS · RESEARCH AREAS
先进燃烧与动力技术
Advanced Combustion & Power Technologies
理解火焰、流动与传热的相互作用，发展面向工业与动力装置的高效低排放燃烧技术。
研究概述
从工业窑炉到内燃机，燃烧技术都需要在稳定运行、能量利用和污染物排放之间取得平衡。新燃料的引入使这一问题更加复杂：反应速度、混合方式和热量传递的变化，会共同改变火焰形态与工作范围。我们研究这些过程背后的物理和化学机制，探索适合不同燃料、尺度与负荷条件的燃烧组织方式。
团队的已发表工作覆盖氨燃烧、对冲火焰中的碳烟生成、分级与多孔介质燃烧、热回流燃烧器和微尺度燃烧，并涉及纯氨陶瓷辊道窑示范以及发动机燃烧、排放与爆震研究。我们将基础火焰实验、光学诊断和数值分析相结合，从局部反应与传热过程理解实际装置的性能。
研究重点
工业供热与低排放窑炉
以纯氨陶瓷辊道窑等研究为基础，考察燃料替代对火焰分布、传热和含氮排放的影响。结合燃烧分级、空气组织与烟气组分测量，探索兼顾热工需求和排放控制的方案，并逐步拓展到其他高温工业过程。
动力与推进
以发动机燃烧、喷水调控及氢气富集天然气等研究为基础，关注燃料性质、混合气组织与缸内热状态对燃烧、爆震和排放的影响。面向未来动力与推进需求，探索替代燃料与点火、燃烧调控策略的匹配。
微尺度燃烧与紧凑能源转换
围绕受限空间中的火焰—壁面热耦合、反复熄灭与着火、热量回流等过程，研究尺度缩小后燃烧稳定性和能量利用的变化。结合氢燃料微型燃烧器研究，探索与温差发电等装置的热匹配，并用反应机理分析解释局部燃烧与排放行为。
未来拓展
未来将进一步连接燃料转化与燃烧装置设计，探索氨氢燃料在工业供热和动力系统中的适应性。围绕变负荷、燃料切换及更复杂流动条件，发展由实验诊断和反应流模拟共同支持的设计方法，并探索基于实时测量的燃烧调控。我们希望在保持可靠运行的同时，提高能量利用效率，减少氮氧化物、未燃燃料及颗粒排放。
代表论文
- Pure ammonia-fueled roller kiln for the production of ceramic tiles: A first demonstration
纯氨陶瓷辊道窑的示范研究，连接燃烧基础与高温工业应用。
- Combining staged combustion and oxygen enrichment for stable and low-NOx porous media combustion of ammonia
结合分级燃烧与富氧条件研究多孔介质氨燃烧，体现稳燃与排放协同调控。
- Effects of water injection on combustion emission and knock characteristics of turbocharged direct injection gasoline engine
研究喷水对增压直喷汽油机燃烧、排放及爆震的影响，支撑动力装置研究。
- Soot formation in laminar counterflow flames
系统梳理层流对冲火焰中的碳烟形成，体现团队在燃烧污染物机理方面的积累。
- On the design of a hydrogen micro-rectangular combustor for portable thermoelectric generators
面向便携式温差发电研究氢燃料微型燃烧器设计，连接燃烧、传热与能源转换。