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甲烷机理的简化及其在Flame D火焰数值模拟中的应用
文献摘要：
为了获得适用于燃烧数值模拟的简化机理,本文进行了甲烷(CH4)燃烧机理的系统简化,并将其用于Flame D火焰的数值模拟.基于C0-C4的149s/925r框架机理(s代表物种、r代表反应),本文采用直接关系图法以CH4为燃料、以点火延迟时间为指标进行简化,获得了三个小尺寸的CH4简化机理(42s/273r、26s/151r、21s/88r),点火延迟时间的最大误差均在13％以内.层流火焰速度的模拟结果表明,只有21s/88r机理与实验结果差别较大,最大误差为45.94％.将这三个简化机理用于Flame D火焰数值模拟,结果表明基于42s/273r和26s/151r机理的数值模拟可以成功实现燃烧,而基于21s/88r的燃烧模拟中没有形成明显的高温燃烧区.26s/151r机理的点火延迟的敏感度分析结果表明,过度简化的21s/88r机理中缺少的组分CH2 OH、CH2(S)和CH2及相关反应对点火有促进作用.在21s/88r机理中分别添加组分CH2 OH、CH2(S)和CH2的相关反应,形成的改进机理21s+CH2OH、21s+CH2(S)和21s+CH2加快了点火延迟时间,提高了层流火焰速度.Flame D火焰模拟结果表明,这些改进的简化机理可以用于燃烧数值模拟,并且对温度和主要物种浓度的预测结果接近实验值.本文以CH4燃烧模拟为例,探讨了适用于燃烧数值模拟的机理简化的准则,对大分子碳氢燃料的机理简化具有一定的指导意义.
文献关键词：
甲烷;简化机理;Flame D;燃烧模拟
中图分类号：
作者姓名：
黄婷;张浩楠;薛洁;王静波
作者机构：
四川大学化学工程学院,四川 成都 610065;四川大学原子与分子物理研究所,四川 成都 610065
文献出处：
引用格式：
[1]黄婷;张浩楠;薛洁;王静波-.甲烷机理的简化及其在Flame D火焰数值模拟中的应用)[J].化学研究与应用,2022(10):2425-2434
A类：
149s,925r,273r,151r,88r,21s+CH2OH,21s+CH2
B类：
Flame,燃烧数值模拟,简化机理,CH4,燃烧机理,C0,C4,直接关系图法,点火延迟时间,小尺寸,42s,26s,最大误差,层流火焰速度,燃烧模拟,高温燃烧,敏感度分析,关反,加组,拟为,机理简化,大分子,碳氢燃料
AB值：
0.16484
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