典型低碳碳氫燃料混合燃燒的預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)數(shù)值預(yù)測.pdf

1、低碳碳氫燃料混合燃燒和詳細化學(xué)反應(yīng)機理的分析構(gòu)筑及簡化是目前燃燒學(xué)界以及工程應(yīng)用領(lǐng)域十分關(guān)心與重視的問題。
　　 本文建立了耦合詳細化學(xué)反應(yīng)機理分析的低碳碳氫燃料混合燃燒研究的數(shù)值平臺，在該數(shù)值平臺上對以上兩個問題展開研究。首先利用敏感性分析法中的連通法、PCAS法，分析兩種典型的低碳碳氫燃料甲烷、乙烯的燃燒詳細化學(xué)反應(yīng)機理，得到與詳細機理相比，組分?jǐn)?shù)與基元反應(yīng)數(shù)目都大幅減少的簡化機理。并采用簡化機理數(shù)值預(yù)測甲烷/空氣、乙烯/空

2、氣預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)，得到溫度的分布以及反應(yīng)物、生成物、中間產(chǎn)物、氮氧化合物(甲烷)、多環(huán)芳香烴(乙烯)的摩爾分?jǐn)?shù)分布與采用詳細化學(xué)反應(yīng)機理得到的結(jié)果相吻合。并且，由于機理規(guī)模的減小，計算所花費的CPU時間比詳細機理明顯地減少，對計算機的硬件要求也會降低，具有重要的實際意義。
　　 其次，本文深入研究了甲烷/一氧化碳混合燃燒的預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)以及乙烯/二氧化碳混合燃燒的碳黑特性。前者主要關(guān)注不同比例甲烷/一氧化碳混合燃燒的預(yù)混火焰中，層流

3、燃燒速度、氮氧化合物、熄火拉伸率的變化情況。研究中發(fā)現(xiàn)層流燃燒速度與H+OH摩爾分?jǐn)?shù)的最大值成線性關(guān)系，并得到具體的線性關(guān)系式，隨著混合燃燒中一氧化碳量的增加，氮氧化合物的排放得到控制，且火焰的穩(wěn)定性得到增強。后者主要關(guān)注不同比例的乙烯/二氧化碳混合燃燒的預(yù)混火焰中，典型的多環(huán)芳香烴、碳黑粒子的特性以及碳黑生成過程中相關(guān)反應(yīng)的特性變化情況。研究表明，混合燃燒中二氧化碳比例的增大，能夠抑制碳黑母體PAHs的生成，碳黑的體積分?jǐn)?shù)、數(shù)密度以及