目前世界一次能源消费仍以化石燃料为主,烟黑是化石燃料不完全燃烧的产物,会污染环境,危害人体健康,同时是火焰中重要的辐射参与介质。实际燃烧设备的工作压力一般为高压,并且氧浓度会影响火焰的燃烧效率、辐射换热、烟黑的生成与排放等,因而研究压力和氧浓度对火焰中烟黑形成和辐射换热的影响机制极具工业价值。因此,本文以乙烯层流扩散火焰为研究对象,通过Coflame程序模拟研究了氧浓度和压力对烟黑形成和辐射换热的影响。首先,对不同氧浓度下的乙烯同轴层流扩散火焰进行了数值计算分析。结果表明,氧浓度通过两个相互竞争的机制影响烟黑生成:一方面,氧浓度升高引起温度和成核组分浓度升高,进而促进烟黑的成核、表面生长,有助于烟黑浓度升高;另一方面,氧浓度升高促进烟黑的氧化反应,同时降低了火焰高度,减少了烟黑在火焰中的停留时间,有助于烟黑浓度降低。氧浓度对辐射热损失的影响同样来自两个竞争机制:一方面,氧浓度升高引起烟黑浓度和温度升高,有助于增强辐射热损失。另一方面,氧浓度升高导致火焰尺寸减小,烟黑在火焰中的停留时间降低,有助于降低辐射热损失。最后,对不同压力下的乙烯层流扩散火焰进行了数值计算分析。结果表明,压力通过两个相互竞争的机制影响烟黑生成:一方面,压力升高引起成核组分浓度升高,进而促进烟黑的成核、表面生长,有助于烟黑浓度升高;另一方面,压力升高也会促进烟黑的氧化反应,有助于烟黑浓度降低。压力对辐射热损失的影响同样来自两个竞争机制:一方面,压力升高引起烟黑浓度增加,有助于增强辐射热损失。另一方面,压力升高引起火焰高温区域的温度降低,有助于降低辐射热损失。