采用详细化学反应机理模拟燃烧污染物生成的研究进展 被引量：3

1

作者 郭啸峰 魏小林 +1 位作者 张宇 李森 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期294-309,共16页

结合燃烧污染物数值模拟研究的发展和现状,阐述了采用详细化学反应机理进行模拟的方法,重点介绍了详细化学反应机理模型以及机理简化方法,概括综述了湍流燃烧模拟方法,并结合具体实例,展示了这个领域取得的成果,最后通过分析,指出了发... 结合燃烧污染物数值模拟研究的发展和现状,阐述了采用详细化学反应机理进行模拟的方法,重点介绍了详细化学反应机理模型以及机理简化方法,概括综述了湍流燃烧模拟方法,并结合具体实例,展示了这个领域取得的成果,最后通过分析,指出了发展前景和可以取得突破性进展的方向. 展开更多

关键词 详细化学反应机理 机理简化方法 湍流燃烧 燃烧污染物 数值模拟

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基于并行及耦合详细化学反应机理的煤层气发动机燃烧过程多维模拟

2

作者 李从心 张欣 王玉君 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期477-484,共8页

建立了耦合详细化学反应动力学的多维CFD模型,并基于MPI(message passing interface)建立了发动机并行模拟计算平台,以此为基础,开展了煤层气发动机多维仿真模拟工作.研究了缸内组分瞬态分布规律和过量空气系数、氮气体积分数对煤层气... 建立了耦合详细化学反应动力学的多维CFD模型,并基于MPI(message passing interface)建立了发动机并行模拟计算平台,以此为基础,开展了煤层气发动机多维仿真模拟工作.研究了缸内组分瞬态分布规律和过量空气系数、氮气体积分数对煤层气发动机缸内燃烧性能的影响.结果表明,发动机缸内中间组分分布具有良好的规律性.随着过量空气系数、氮气体积分数的增加,发动机动力性能变差,燃烧期增加,同一曲轴转角下NO生成量明显下降.同时,采用并行计算后,单循环的计算时间相对于串行程序大大降低. 展开更多

关键词 煤层气发动机 详细化学反应机理 燃烧性能 多维模拟 并行

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RP-3航空煤油模拟替代燃料的化学反应简化机理 被引量：22

3

作者 曾文 李海霞 +2 位作者 马洪安 梁双 陈保东 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1139-1145,共7页

为了建立能适用航空发动机燃烧过程反应动力学计算的国产RP-3航空煤油的化学反应机理,在化学激波管中对国产RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下该航空煤油的着火延迟时间。根据RP-3航空煤油的化学组成及物理特性,提... 为了建立能适用航空发动机燃烧过程反应动力学计算的国产RP-3航空煤油的化学反应机理,在化学激波管中对国产RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下该航空煤油的着火延迟时间。根据RP-3航空煤油的化学组成及物理特性,提出了由正癸烷、甲苯与丙基环己烷(体积百分比为0.65/0.1/0.25三种组份组成的模拟替代燃料,并形成了该替代燃料的化学反应详细机理。采用敏感性分析方法,对该详细反应机理进行了简化,形成了该替代燃料的简化反应机理。采用该简化机理对该替代燃料多工况下的着火特性进行了数值模拟,并与实验数据以及详细机理的计算结果进行了对比分析。结果表明,在不同压力与当量比下,RP-3航空煤油着火延迟时间的对数与着火温度的倒数呈直线关系,并且随着火温度、着火压力的升高以及当量比的降低,RP-3航空煤油着火延迟时间逐渐缩短;同时,在各工况下采用该简化机理计算得到的该替代燃料的着火延迟与详细反应机理的计算结果以及RP-3航空煤油着火延迟的实验值吻合良好。 展开更多

关键词 点火特性 RP-3航空煤油 化学反应详细机理 化学反应简化机理 数值计算

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煤粉燃烧中NO_x和SO_x生成的详细反应机理模拟 被引量：9

4

作者 魏小林 韩小海 +2 位作者 Uwe Schnell Günter Scheffknecht Benedetto Risio 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期760-768,共9页

采用详细化学反应机理与CFD方法耦合的煤粉燃烧数值模拟程序,计算了煤粉燃烧过程中CO,NO_x和SO_x等的浓度分布特性.通过与实验对照,验证了数值模拟方法的可靠性,并分析了燃烧温度和煤粉细度等因素对于NO生成的影响.结果表明温度对于NO... 采用详细化学反应机理与CFD方法耦合的煤粉燃烧数值模拟程序,计算了煤粉燃烧过程中CO,NO_x和SO_x等的浓度分布特性.通过与实验对照,验证了数值模拟方法的可靠性,并分析了燃烧温度和煤粉细度等因素对于NO生成的影响.结果表明温度对于NO的生成影响较大,随着温度的增加,NO的生成浓度明显增加;对于不同煤种,可能存在一个温度点,这时NO的生成速率将非常快;在计算范围内,温度对SO_2的最终生成浓度没有明显影响,而只影响SO_2的释放过程.煤粉细度对于NO生成有较小的影响. 展开更多

关键词 煤粉燃烧 详细化学反应机理 NO_x和SO_x生成 数值模拟

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耦合天然气详细反应机理的三维湍流预混火焰结构数值预测 被引量：6

5

作者 蒋勇 邱榕 +1 位作者 董刚 范维澄 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期109-115,共7页

以具有279机理的天然气燃烧为例,分别采用涡耗散概念EDC湍流燃烧模型、修正的涡旋破碎EBU湍流燃烧模型以及基于时均值的Arrhenius关系,对燃烧室内复杂的湍流反应流进行了三维数值模拟,并对预测结果进行了分析.结果表明,EDC模型可以较好... 以具有279机理的天然气燃烧为例,分别采用涡耗散概念EDC湍流燃烧模型、修正的涡旋破碎EBU湍流燃烧模型以及基于时均值的Arrhenius关系,对燃烧室内复杂的湍流反应流进行了三维数值模拟,并对预测结果进行了分析.结果表明,EDC模型可以较好地反映湍流化学作用,并且能够较好地描述各基元反应,从而为工程实际复杂燃烧情况下其有害排放、中间物质、自由基和痕迹物质生成机理的研究提供基础. 展开更多

关键词 详细/半详细化学反应动力学机理 模型 数值模拟 涡耗散概念

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耦合详细反应动力学机理的碳氢燃料预混火焰结构数值预测 被引量：3

6

作者 蒋勇 邱榕 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2002年第2期22-25,共4页

理论研究碳氢燃料、空气预混气流动燃烧过程数值计算方法 以碳氢类燃料中具有代表性的柴油为例 ,采用其最新研究的化学反应动力学机理 (包含 32 7个基元反应 ,涉及 71种组分 ) ,使用美国SANDIA国家实验室开发的CHEMKIN系列软件、PREMI... 理论研究碳氢燃料、空气预混气流动燃烧过程数值计算方法 以碳氢类燃料中具有代表性的柴油为例 ,采用其最新研究的化学反应动力学机理 (包含 32 7个基元反应 ,涉及 71种组分 ) ,使用美国SANDIA国家实验室开发的CHEMKIN系列软件、PREMIX程序和LAWRENCE国家实验室开发的解刚性反应系统算法器 ,模拟了不同工况下预混火焰中温度、反应物、主产物和自由基浓度随火焰高度的变化关系 。 展开更多

关键词 预混火焰 详细化学反应动力学机理 数值模拟 碳氢燃料 数值预测 燃烧

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反应动力学机理简化的研究现状及进展 被引量：7

7

作者 徐晓光 徐明厚 乔瑜 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期1-6,共6页

综述了国内外几种主要的反应机理简化方法的研究现状 ,介绍了基于自适应化学理论的最优简化法 .最优简化法根据反应系统中的局部条件 ,自动选择与其相适应的简化反应机理模型 .通过最优简化法以及应用详细化学反应机理对 CH4/空气火焰... 综述了国内外几种主要的反应机理简化方法的研究现状 ,介绍了基于自适应化学理论的最优简化法 .最优简化法根据反应系统中的局部条件 ,自动选择与其相适应的简化反应机理模型 .通过最优简化法以及应用详细化学反应机理对 CH4/空气火焰的数值计算的比较 ,表明前者可实现在不影响计算精度的前提下 ,缩短计算耗时 。 展开更多

关键词 详细化学反应机理 反应机理简化模型 自适应化学理论

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基于详细化学动力学的甲烷热着火影响因素分析 被引量：1

8

作者 吴松林 杜扬 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期118-124,共7页

利用化学动力学软件CHEMKIN4.1,在不同初始温度、浓度、湿度和压强下,对甲烷热着火进行了详细化学动力学模拟。通过对主要组分摩尔浓度分析和温度敏感性分析,得到了甲烷热着火过程的主要基元反应和引发热着火发生的主要原因。通过对甲... 利用化学动力学软件CHEMKIN4.1,在不同初始温度、浓度、湿度和压强下,对甲烷热着火进行了详细化学动力学模拟。通过对主要组分摩尔浓度分析和温度敏感性分析,得到了甲烷热着火过程的主要基元反应和引发热着火发生的主要原因。通过对甲烷热着火的延迟时间、热着火发生后主要生成物摩尔浓度和反应后的温度的对比分析,揭示了初始浓度、湿度和压强对甲烷热着火的影响规律。本研究可以为甲烷为主的气体如瓦斯、天然气等可燃气体的燃烧和爆炸提供理论支撑,从而有效利用这些可燃气体,降低灾害的发生。 展开更多

关键词 甲烷 热着火 详细化学反应机理 敏感性分析 数值模拟

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基于CO-DAC反应机理简化的非预混射流火焰的大涡模拟 被引量：3

9

作者 刘再刚 隋春杰 +1 位作者 韩文虎 孔文俊 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期39-45,共7页

为了研究自相关自适应化学(CO-DAC)在湍流燃烧中的特性,计算了湍流非预混射流火焰Sandia FlameD的大涡模拟,使用了GRI-Mech 3.0详细化学反应机理以及CO-DAC简化方法.计算结果与实验值的对比表明,使用详细化学反应机理和CO-DAC机理简化,... 为了研究自相关自适应化学(CO-DAC)在湍流燃烧中的特性,计算了湍流非预混射流火焰Sandia FlameD的大涡模拟,使用了GRI-Mech 3.0详细化学反应机理以及CO-DAC简化方法.计算结果与实验值的对比表明,使用详细化学反应机理和CO-DAC机理简化,可以有效捕捉湍流火焰瞬时结构;可以根据燃烧场的特性,自适应地减少化学反应计算量,有效提高计算速度;可以准确模拟火焰的速度、温度分布特性;可以准确模拟火焰中重要中间组分和自由基的组分分布. 展开更多

关键词 自相关动态自适应化学 详细化学反应机理 非预混射流火焰 大涡模拟

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煤粉富燃料燃烧过程中气态含S组分的详细化学动力学模拟

10

作者 郭鹏鹏 马红和 +1 位作者 李军 张伟 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第13期82-86,共5页

采用低NO_x燃烧技术的煤粉炉通常会产生高浓度的H_2S,这是高温腐蚀的主要原因之一。准确地预测含S组分(尤其是H_2S)在煤粉燃烧过程中的演化行为,对煤粉炉的设计和运行具有非常重要的意义。在前人研究的基础上,提出了一个比较准确的含S... 采用低NO_x燃烧技术的煤粉炉通常会产生高浓度的H_2S,这是高温腐蚀的主要原因之一。准确地预测含S组分(尤其是H_2S)在煤粉燃烧过程中的演化行为,对煤粉炉的设计和运行具有非常重要的意义。在前人研究的基础上,提出了一个比较准确的含S组分详细反应机理,其预测结果和课题组先前的实验数据基本相符。进行生成速率分析后,可以确定影响含S组分生成或消耗的关键基元反应,进而为高温腐蚀的防治提供一定的理论帮助。 展开更多

关键词 含S组分 CHEMKIN 详细化学反应机理 富燃料燃烧 生成速率分析

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CO、CH4混合燃料的熄火极限特性数值研究

11

作者 王景甫 仇齐齐 +1 位作者 石伟 刘自涛 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期749-753,共5页

针对CO、CH4混合燃料,以层流对冲扩散火焰为对象,利用详细反应机理(GRI-Mech 3.0)模拟计算CO、CH4混合火焰的熄火极限特性,解明了最高火焰温度(也称峰值火焰温度)随拉伸率和CO摩尔分数(αCO)的变化规律,分析了拉伸率和燃料成分的变化对... 针对CO、CH4混合燃料,以层流对冲扩散火焰为对象,利用详细反应机理(GRI-Mech 3.0)模拟计算CO、CH4混合火焰的熄火极限特性,解明了最高火焰温度(也称峰值火焰温度)随拉伸率和CO摩尔分数(αCO)的变化规律,分析了拉伸率和燃料成分的变化对火焰熄火极限的影响,进而着重讨论了造成这种影响的各种因素,以及这些因素在燃烧过程中各自产生的对温度的影响.研究发现:火焰温度随着拉伸率的增长而明显下降;随着αCO的增大,OH的生成速率降低,火焰温度降低,燃烧强度也随之减小. 展开更多

关键词 熄火极限 最高火焰温度 详细化学反应机理

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新型双流化床炉内NOx生成特性数值模拟 被引量：2

12

作者 张弋 李建波 +1 位作者 王泉海 卢啸风 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1703-1713,共11页

运用煤燃烧及NO_x生成的详细化学反应机理,通过搭建一维化学反应器网络(1D-CRN),对一个新型双流化床(DCFB)内燃料型N转化为NO_x的基元化学反应进行了敏感性分析并讨论了反应温度、过量空气系数以及一、二次风配比对燃料型NO_x生成的影... 运用煤燃烧及NO_x生成的详细化学反应机理,通过搭建一维化学反应器网络(1D-CRN),对一个新型双流化床(DCFB)内燃料型N转化为NO_x的基元化学反应进行了敏感性分析并讨论了反应温度、过量空气系数以及一、二次风配比对燃料型NO_x生成的影响。研究发现,在相同条件下,循环流化床炉膛出口的NO_x排放值为224.48mg·m^(-3),而双流化床炉膛出口的NO_x排放值为97.29 mg·m^(-3),双流化床对于燃料型NO_x的减排幅度达到了56.66%。此外,促进NO_x生成的基元反应主要有R398(NH_2+O→HNO+H)、R1-N-1(N-Vol→NH_3+HCN)、R569(NCO+O_2NO+CO_2)、R17(H+O_2O+OH)等反应,而抑制NO_x生成的反应包括R411(NH_2+NON_2+H_2O)、R412(NH_2+NONNH+OH)、R570(NCO+NON_2O+CO)、R571(NCO+NON_2+CO_2)以及R5(Char+NO→Char+N_2+O_2)和R6(Soot+NO→n Soot+N_2+CO)等反应。这说明反应区域氧气浓度是影响NO_x生成的关键,低氧浓度可抑制燃料N向NO_x转化。另外,NO_x生成值随着反应温度的升高而降低,但随着过量空气系数和一次风所占比例的增大而增加。 展开更多

关键词 循环流化床 煤燃烧 NOx生成 详细化学反应机理 模拟

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亚临界环境下煤油液滴燃烧特性仿真

13

作者 吴海龙 聂万胜 +1 位作者 郑直 何博 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第8期180-184,共5页

基于PR状态方程、液滴表面气液平衡、流体热物性高压修正以及详细化学反应机理,建立了一维的全瞬态多组分液滴燃烧模型,对RP-3煤油液滴在亚临界环境下的燃烧特性进行了数值仿真。研究结果表明:在亚临界环境下,煤油液滴的燃烧过程与纯蒸... 基于PR状态方程、液滴表面气液平衡、流体热物性高压修正以及详细化学反应机理,建立了一维的全瞬态多组分液滴燃烧模型,对RP-3煤油液滴在亚临界环境下的燃烧特性进行了数值仿真。研究结果表明:在亚临界环境下,煤油液滴的燃烧过程与纯蒸发过程差异很大,煤油液滴表面各参数随时间的变化曲线在着火之后出现突变,液滴寿命大大减小;煤油液滴短暂蒸发之后着火燃烧,火焰温度快速上升,火焰半径逐渐增大,液滴燃烧后期,火焰半径减小,液滴燃烧末期,火焰温度垂直下降,火焰半径减小为零。 展开更多

关键词 亚临界环境 煤油液滴 燃烧特性 数值仿真 详细化学反应机理

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