甲烷/空气燃烧简化机理及其应用

【摘要】：为了找到适合活塞式发动机甲烷燃烧的化学反应动力学简化机理,从甲烷燃烧详细化学动力学机理出发,利用敏感性分析法,分析了包括多个不同组分的22步、39步、51步和58步基元反应的4种不同简化机理,并根据活塞式发动机的燃烧特点,将这4种简化机理应用于均匀搅拌反应器模型内甲烷/空气预混燃烧过程的计算中。研究结果表明:与详细反应机理的计算结果相比,当采用较少步数的22步基元反应的简化机理时,计算得到的燃烧温度结果误差较大,且出现明显的峰值后移现象,计算误差最大可达到12.5%。但随着采用基元反应简化机理的步数增加,这些误差明显减小。当采用58步基元反应的简化机理时,计算得到的出口温度和主要组分物质的量浓度随当量比变化的结果,与详细反应机理计算得到的结果基本吻合,最大误差不超过1%。这说明58步的基元反应简化机理包括了主要的反应式,计算结果具有足够的精度,可以很好地预测甲烷/空气预混燃烧现象。 【作者单位】： 太原学院机电工程系;泛亚汽车技术中心有限公司研发试验中心;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室;
【关键词】： 甲烷燃烧 简化机理 敏感性分析 均匀搅拌反应器
【基金】：山西省科技攻关基金项目(20130322002)
【分类号】：TK401
【正文快照】： 燃机燃烧学国家重点实验室,天津300072)0引言由于内燃机燃用煤层气时,可以有效降低各类废气的排放量,所以,煤层气发动机的研究与应用已逐渐受到重视[1-5]。目前,已有学者致力于研究发动机燃用甲烷[6]和煤层气掺氢燃烧[7-10]时的燃烧特性。然而,要想控制好发动机中煤层气的燃烧

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