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密闭容器内氢气-甲烷-空气的爆炸特性
1
作者 梅亮 郭进 +1 位作者 黄时凯 王金贵 《含能材料》 北大核心 2025年第3期225-235,共11页
为了氢气-甲烷混合燃料的安全使用,利用内径和长度皆为300 mm的圆柱形密闭容器进行爆炸实验,研究了掺氢比(X_(H2)=0~100%)和当量比(Φ=0.6~1.4)对火焰演化和爆炸压力特性的影响,并采用CHEMKIN软件分析了氢气-甲烷-空气预混气体的层流燃... 为了氢气-甲烷混合燃料的安全使用,利用内径和长度皆为300 mm的圆柱形密闭容器进行爆炸实验,研究了掺氢比(X_(H2)=0~100%)和当量比(Φ=0.6~1.4)对火焰演化和爆炸压力特性的影响,并采用CHEMKIN软件分析了氢气-甲烷-空气预混气体的层流燃烧速度及其敏感性。结果表明,在当量比(Φ)不变的情况下,随着掺氢比(X_(H2))的增加,最大爆炸压力(p_(max))、最大压力上升速率((dp/dt)_(max))、爆炸指数(K_(G))以及层流燃烧速度增大,到达最大压力和最大压力上升速率的时间(t_(A)和t_(B))逐渐缩短。点火后,火焰表面由最初的较为光滑,逐步形成蜂窝状的火焰胞格结构。在相同当量比(Φ)下,随着掺氢比(XH2)的增加,从点火到爆炸结束的时间大幅缩短,且在同一时刻,火焰半径增大,火焰表面皱褶增多。反应敏感性计算结果表明,基元反应H+O_(2)⇌O+OH(R38)和H+CH_(3)(+M)⇌CH_(4)(+M)(R52)对层流燃烧速度的影响最大;关键自由基(H·、O·、OH·)的最大摩尔分数与层流燃烧速度正相关,且掺氢比(XH2)的增加,使得关键自由基的最大摩尔分数显著增大;基元反应R38和R84是影响关键自由基生成速率(ROP)的最主要反应。 展开更多
关键词 掺氢甲烷 爆炸压力 火焰 层流燃烧速度 化学动力学分析
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掺杂H2和CO2对二甲醚燃烧的耦合化学作用研究
2
作者 潘伟 刘冬 《新能源进展》 2016年第2期81-87,共7页
对掺杂H_2和CO_2的二甲醚预混火焰进行研究,分析H_2和CO_2的化学效应对二甲醚燃烧火焰温度、主要产物、中间产物和自由基的耦合影响。结果表明,在10%H_2条件下,CO_2浓度越高,其化学效应对温度下降,二甲醚消耗,乙炔、甲醛、乙醛及H生成... 对掺杂H_2和CO_2的二甲醚预混火焰进行研究,分析H_2和CO_2的化学效应对二甲醚燃烧火焰温度、主要产物、中间产物和自由基的耦合影响。结果表明,在10%H_2条件下,CO_2浓度越高,其化学效应对温度下降,二甲醚消耗,乙炔、甲醛、乙醛及H生成的抑制作用越强,对O、OH生成的促进作用也越强;H_2的化学效应对温度升高和二甲醚燃烧的促进作用随CO_2浓度升高而增强,对H生成的促进作用随CO_2浓度升高而减弱,对O、OH、乙炔、甲醛及乙醛生成的促进作用与CO_2浓度无关。 展开更多
关键词 二甲醚火焰 氢气 二氧化碳 化学动力学分析
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水蒸气稀释条件下NH_(3)/H_(2)层流燃烧特性研究
3
作者 古祥 孟顺 +3 位作者 钱叶剑 龚震 孙豫 葛鑫斌 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期39-47,共9页
通过定容燃烧弹试验结合一维层流预混火焰数值计算的方法,在初始压力为101.3 kPa,化学当量比为0.8~1.4,掺氢比为0.3~0.7的条件下,探究水蒸气含量(0~50%)对NH_(3)/H_(2)燃烧特性的影响机制。研究结果表明:随着当量比的增加,NH_(3)/H_(2)... 通过定容燃烧弹试验结合一维层流预混火焰数值计算的方法,在初始压力为101.3 kPa,化学当量比为0.8~1.4,掺氢比为0.3~0.7的条件下,探究水蒸气含量(0~50%)对NH_(3)/H_(2)燃烧特性的影响机制。研究结果表明:随着当量比的增加,NH_(3)/H_(2)层流火焰速度先增大后减小,其峰值出现在当量比1.2左右。随着水蒸气稀释比增大,NH_(3)/H_(2)层流火焰速度线性降低,其峰值向当量比1.1偏移,且受当量比影响的敏感度降低。化学动力学分析表明在水蒸气的物理化学作用中,稀释作用的影响最大。主要基元反应中R1、R3、R68等支链反应对层流火焰传播具有促进作用,而R16、R58、R60等支链反应具有抑制作用。提高水稀释比会增加关键支链反应对层流火焰速度的敏感性系数,并且其增加的幅度不断变大。随着水稀释比不断增加,反应区的NO、N_(2)O、OH等自由基的物质的量分数显著降低,导致NH_(3)/H_(2)层流火焰速度降低。 展开更多
关键词 氨/氢/水燃烧 定容燃烧弹 层流火焰速度 化学动力学分析
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氨气掺混甲醇的层流燃烧速度模拟研究 被引量：1
4
作者 徐昊 王静 +2 位作者 戴礼明 何志霞 王谦 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期226-235,共10页
通过数值模拟的手段研究了氨气/甲醇混合气的燃烧特征,甲醇对氨气的层流燃烧速度有着显著的促进作用.选取了文献中报道的6种机理,验证了其准确性,以此为基础开发一个简化且可靠的针对氨气/甲醇混合气燃烧的化学反应机理,该机理能够准确... 通过数值模拟的手段研究了氨气/甲醇混合气的燃烧特征,甲醇对氨气的层流燃烧速度有着显著的促进作用.选取了文献中报道的6种机理,验证了其准确性,以此为基础开发一个简化且可靠的针对氨气/甲醇混合气燃烧的化学反应机理,该机理能够准确地预测常温条件下氨/甲醇混合气的层流燃烧速度.基于新机理对氨/甲醇混合物燃烧的反应路径分析表明,甲醇不直接参与氨氧化,而是甲醇氧化产生的甲基自由基促进了氨的脱氢.NO_(x)排放分析表明,添加60%甲醇时混合气的NO_(x)排放最高.研究通过产率分析确定了控制NO_(x)的产生和消耗的最重要的反应. 展开更多
关键词 氨气与甲醇混合气 层流燃烧速度 数值计算 化学反应动力学分析
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富氢重整气对天然气发动机燃烧反应过程的影响
5
作者 张韩余阳 张尊华 +1 位作者 龙焱祥 李格升 《西安交通大学学报》 CSCD 北大核心 2021年第9期152-160,共9页
为研究基于废气重整再循环(REGR)技术的天然气发动机燃烧排放调控机制,开展了富氢重整气添加对点燃式天然气发动机缸内燃烧过程影响的数值模拟研究。结果表明,添加富氢重整气与增大过量空气系数对天然气发动机的燃烧过程的影响规律相反... 为研究基于废气重整再循环(REGR)技术的天然气发动机燃烧排放调控机制,开展了富氢重整气添加对点燃式天然气发动机缸内燃烧过程影响的数值模拟研究。结果表明,添加富氢重整气与增大过量空气系数对天然气发动机的燃烧过程的影响规律相反。增大重整气添加率可使燃料着火时刻提前1.42°,燃烧持续期缩短;增大过量空气系数则会使缸内平均压力峰值和放热率峰值降低,着火时刻滞后2.24°。REGR率增加到16%时可使总碳氢化合物排放降低26.98%,NO x排放降低62.52%,但会导致发动机功率降低9.52%。基于此,从化学动力学角度进一步解析REGR率对天然气发动机缸内燃料燃烧反应过程与污染物生成演化过程的影响。结果表明,随REGR率增大,OH自由基参与CH 4消耗反应占比增大,从而加快基元反应速率,使燃烧相位提前,并使未燃HC排放降低。 展开更多
关键词 天然气发动机 废气重整再循环 燃烧反应过程 化学动力学分析
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