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低浓度甲烷燃烧特性的数值模拟研究
1
作者
苗常盛
王依婷
+5 位作者
杨俊辉
彭伟
张继达
廖冉
杨君廷
王孝敏
《煤炭技术》
2025年第2期94-99,共6页
采用FLUENT软件,建立了甲烷燃烧室中的预混燃烧模型,对燃烧室中低浓度甲烷的燃烧特性进行了数值模拟,研究了相同进气流速下,不同进气温度与进气浓度对燃烧室内低浓度甲烷稳定燃烧的影响。计算结果表明,保持预混气体进气速度和进气浓度不...
采用FLUENT软件,建立了甲烷燃烧室中的预混燃烧模型,对燃烧室中低浓度甲烷的燃烧特性进行了数值模拟,研究了相同进气流速下,不同进气温度与进气浓度对燃烧室内低浓度甲烷稳定燃烧的影响。计算结果表明,保持预混气体进气速度和进气浓度不变,随着预混气体进气温度的增加,燃烧室内的温度逐渐升高,预混气体在燃烧室内能稳定燃烧;保持预混气体进气速度不变,在一定的浓度范围内,通入燃烧室内的预混气体进气浓度越大,越容易实现预混气体的稳定燃烧。得到进气温度与燃烧室平均温度之间的拟合方程,求得进气浓度为3.0%、3.5%和4.5%的甲烷混合气体分别对应所需最低进气温度关系式。因此,应使通入的甲烷气体在辅助燃烧器出口处燃烧不发生积聚,最终使燃烧室温度基本达到800℃~1200℃时,再从主燃烧器通入甲烷气体来进行燃烧实验。用CHEMKIN软件演示低浓度甲烷的燃烧特性,模拟了在进气速度不变的情况下,进气温度和进气浓度对火焰速度的影响。结果表明:相同的进气浓度时,火焰速度会随着进气温度的升高而逐渐增加;相同的进气温度时,火焰速度会随着进气浓度的升高而逐渐增加;而相同进气温度和浓度的情况下,增加进气速度不会引起火焰速度的增加,即火焰速度与进气速度无关。根据模拟结果得出进气温度以及进气浓度与火焰速度的拟合曲线。
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关键词
低浓度甲烷
预混燃烧
FLUENT软件
CHEMKIN软件
数值模拟
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职称材料
掺氨对甲烷爆炸影响的热力学及反应分子动力学研究
2
作者
张继达
杨俊辉
+1 位作者
苗常盛
洪迪昆
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期342-347,共6页
实现低浓度瓦斯的安全高效利用对煤炭产业的碳减排具有重要意义,低浓度瓦斯易爆特性极大限制了其安全利用。已有大量研究探究N_(2)、CO_(2)、H_(2)O等添加剂对瓦斯爆炸的影响特性,但NH3添加对瓦斯爆炸的影响鲜有研究。采用热力学及反应...
实现低浓度瓦斯的安全高效利用对煤炭产业的碳减排具有重要意义,低浓度瓦斯易爆特性极大限制了其安全利用。已有大量研究探究N_(2)、CO_(2)、H_(2)O等添加剂对瓦斯爆炸的影响特性,但NH3添加对瓦斯爆炸的影响鲜有研究。采用热力学及反应分子动力学方法研究了掺氨对甲烷爆炸的影响。基于绝热燃烧温度理论研究了不同温度下甲烷/氨气混合气的爆炸下限。通过反应分子动力学方法探究了掺氨对CH_(4)氧化反应速率以及CO、CO_(2)等产物分布的影响。基于甲烷/空气以及甲烷/氨气/空气体系中自由基演变的对比分析,揭示了掺氨对甲烷爆炸反应的影响机制。结果表明:甲烷/氨气/空气混合气的爆炸下限随着初始温度的升高而降低,氨气的添加提高了混合气的爆炸下限,从而抑制了混合气的爆炸,掺氨浓度越高,抑制爆炸的效果越明显。氨气的添加降低了甲烷氧化反应速率,抑制了甲烷氧化生成CO_(2)和H_(2)O。氨气促进了OH自由基的消耗,降低了体系中OH自由基浓度,从而抑制了CH_(4)+OH→CH_(3)+H_(2)O,CH_(3)+OH→CH_(2)O+H_(2)和CO+OH→CO_(2)+H反应。
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关键词
甲烷爆炸
氨
爆炸下限
绝热火焰温度
反应分子动力学
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职称材料
题名
低浓度甲烷燃烧特性的数值模拟研究
1
作者
苗常盛
王依婷
杨俊辉
彭伟
张继达
廖冉
杨君廷
王孝敏
机构
中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司
安徽理工大学安全科学与工程学院
安徽理工大学公共安全与应急管理学院
北京君发科技集团有限公司
出处
《煤炭技术》
2025年第2期94-99,共6页
基金
安徽省高校协同创新项目(GXXT-2022-017)
2022中煤集团重大科技专项(2023-JZSZ-ZB-007-FB-003)。
文摘
采用FLUENT软件,建立了甲烷燃烧室中的预混燃烧模型,对燃烧室中低浓度甲烷的燃烧特性进行了数值模拟,研究了相同进气流速下,不同进气温度与进气浓度对燃烧室内低浓度甲烷稳定燃烧的影响。计算结果表明,保持预混气体进气速度和进气浓度不变,随着预混气体进气温度的增加,燃烧室内的温度逐渐升高,预混气体在燃烧室内能稳定燃烧;保持预混气体进气速度不变,在一定的浓度范围内,通入燃烧室内的预混气体进气浓度越大,越容易实现预混气体的稳定燃烧。得到进气温度与燃烧室平均温度之间的拟合方程,求得进气浓度为3.0%、3.5%和4.5%的甲烷混合气体分别对应所需最低进气温度关系式。因此,应使通入的甲烷气体在辅助燃烧器出口处燃烧不发生积聚,最终使燃烧室温度基本达到800℃~1200℃时,再从主燃烧器通入甲烷气体来进行燃烧实验。用CHEMKIN软件演示低浓度甲烷的燃烧特性,模拟了在进气速度不变的情况下,进气温度和进气浓度对火焰速度的影响。结果表明:相同的进气浓度时,火焰速度会随着进气温度的升高而逐渐增加;相同的进气温度时,火焰速度会随着进气浓度的升高而逐渐增加;而相同进气温度和浓度的情况下,增加进气速度不会引起火焰速度的增加,即火焰速度与进气速度无关。根据模拟结果得出进气温度以及进气浓度与火焰速度的拟合曲线。
关键词
低浓度甲烷
预混燃烧
FLUENT软件
CHEMKIN软件
数值模拟
Keywords
low concentration of methane
pre-mixed combustion
FLUENT software
CHEMKIN software
numerical simulation
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
掺氨对甲烷爆炸影响的热力学及反应分子动力学研究
2
作者
张继达
杨俊辉
苗常盛
洪迪昆
机构
中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司
华北电力大学(保定)动力工程系
出处
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期342-347,共6页
文摘
实现低浓度瓦斯的安全高效利用对煤炭产业的碳减排具有重要意义,低浓度瓦斯易爆特性极大限制了其安全利用。已有大量研究探究N_(2)、CO_(2)、H_(2)O等添加剂对瓦斯爆炸的影响特性,但NH3添加对瓦斯爆炸的影响鲜有研究。采用热力学及反应分子动力学方法研究了掺氨对甲烷爆炸的影响。基于绝热燃烧温度理论研究了不同温度下甲烷/氨气混合气的爆炸下限。通过反应分子动力学方法探究了掺氨对CH_(4)氧化反应速率以及CO、CO_(2)等产物分布的影响。基于甲烷/空气以及甲烷/氨气/空气体系中自由基演变的对比分析,揭示了掺氨对甲烷爆炸反应的影响机制。结果表明:甲烷/氨气/空气混合气的爆炸下限随着初始温度的升高而降低,氨气的添加提高了混合气的爆炸下限,从而抑制了混合气的爆炸,掺氨浓度越高,抑制爆炸的效果越明显。氨气的添加降低了甲烷氧化反应速率,抑制了甲烷氧化生成CO_(2)和H_(2)O。氨气促进了OH自由基的消耗,降低了体系中OH自由基浓度,从而抑制了CH_(4)+OH→CH_(3)+H_(2)O,CH_(3)+OH→CH_(2)O+H_(2)和CO+OH→CO_(2)+H反应。
关键词
甲烷爆炸
氨
爆炸下限
绝热火焰温度
反应分子动力学
Keywords
methane explosion
ammonia
lower flammability limits
adiabatic flame temperature
reactive molecular dynamics
分类号
X932 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
低浓度甲烷燃烧特性的数值模拟研究
苗常盛
王依婷
杨俊辉
彭伟
张继达
廖冉
杨君廷
王孝敏
《煤炭技术》
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
掺氨对甲烷爆炸影响的热力学及反应分子动力学研究
张继达
杨俊辉
苗常盛
洪迪昆
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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