發(fā)布時(shí)間：2021-06-23 04:07

　　熱流量法成功應(yīng)用在高壓（0.5 MPa）下甲烷稀釋氣的絕熱無(wú)拉伸層流火焰速度的測(cè)量.針對(duì)當(dāng)量比為0.6～1.6、不同含氧量和固定含氧量時(shí)不同CO₂稀釋度的火焰速度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和動(dòng)力學(xué)探究.模擬采用GRIMech和HP-Mech兩個(gè)反應(yīng)機(jī)理,在不同壓力下均給出了十分吻合實(shí)驗(yàn)值的預(yù)測(cè)結(jié)果.層流火焰速度的相對(duì)增量獨(dú)立于當(dāng)量比和壓力的變化.總反應(yīng)級(jí)數(shù)隨氧含量提高和CO₂稀釋度降低而增大,相同的絕熱火焰溫度的總反應(yīng)級(jí)數(shù)相近.在不同稀釋度情況下CO₂對(duì)層流火焰速度的熱擴(kuò)散貢獻(xiàn)在50%以上,且隨著壓力提高,熱擴(kuò)散貢獻(xiàn)減小而化學(xué)反應(yīng)貢獻(xiàn)增加. 

【文章來(lái)源】：燃燒科學(xué)與技術(shù). 2020,26(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

高壓燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

首先對(duì)不同當(dāng)量比下的層流火焰速度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)利用CHEMKIN軟件[17]與GRI-Mech[18]和HP-Mech[19]兩個(gè)機(jī)理進(jìn)行了比對(duì)．CH4/O2/CO2在不同含氧量或稀釋度工況下的層流火焰速度如圖2，隨著氧含量的提高，層流火焰速度逐漸增大．層流火焰速度的峰值當(dāng)量比并沒(méi)有明顯變化，均在1.0～1.1之間出現(xiàn)，并且在峰值當(dāng)量比位置附近，隨著含氧量提高而產(chǎn)生的層流火焰速度絕對(duì)增量也在此處取得最大值．GRI-Mech 3.0機(jī)理和HP-Mech機(jī)理的模擬結(jié)果均和實(shí)驗(yàn)值吻合良好，證明了實(shí)驗(yàn)測(cè)量的準(zhǔn)確性，并且HP-Mech在更高氧含量和富燃情況下與實(shí)驗(yàn)值更貼近．對(duì)比0.2 MPa下的火焰速度相對(duì)增量如圖3所示，當(dāng)氧含量由42%變成38%時(shí)，相應(yīng)地，CO2含量由58%增長(zhǎng)為62%，此時(shí)層流火焰速度相對(duì)增量約為30%，并且隨當(dāng)量比變化不大；而氧含量由42%變?yōu)?1%時(shí)，相應(yīng)地，CO2含量由58%增長(zhǎng)為69%，層流火焰速度的相對(duì)增量約為65%，也不隨當(dāng)量比增加而明顯變化．圖3 甲烷稀釋氣SL相對(duì)增量(298 K,0.2 MPa)

圖2 工況1,4,5甲烷稀釋氣層流火焰速度(298 K,0.2 MPa)CH4/O2/N2/CO2在固定含氧量為31%時(shí)，不同稀釋度工況下的層流火焰速度見(jiàn)圖4和圖5.0.2 MPa下的層流火焰速度較0.4 MPa更高，且隨著氧化劑中CO2含量增加，層流火焰速度逐漸降低，層流火焰速度的峰值當(dāng)量比均在1.0～1.1附近出現(xiàn)，并且隨著CO2含量增加導(dǎo)致的層流火焰速度絕對(duì)增量也在峰值當(dāng)量比附近獲得最小值．GRI-Mech和HP-Mech的模擬值與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值吻合良好．0.4 MPa下的層流火焰速度隨著當(dāng)量比和CO2含量變化的趨勢(shì)更平緩．對(duì)比0.2 MPa和0.4 MPa下的層流火焰速度相對(duì)增量如圖6所示，當(dāng)CO2含量由69%降低到34.5%時(shí)，層流火焰速度的相對(duì)增量約為30%，不隨當(dāng)量比和壓力而變化；當(dāng)CO2含量由69%降低到20.7%時(shí)，層流火焰速度的相對(duì)增量約為65%，不隨當(dāng)量比增加而明顯變化．另外通過(guò)對(duì)比圖3和圖6的0.2 MPa下的工況2和4，工況3和5的相對(duì)增量可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)提高氧含量導(dǎo)致的層流火焰速度增量在整個(gè)當(dāng)量比范圍內(nèi)略高于通過(guò)固定氧含量減小CO2含量導(dǎo)致的火焰速度增量，氧含量越高，差別越明顯．


本文編號(hào)：3244196