耦合详细/半详细反应动力学机理的碳氢燃料预混气着火过程及火焰结构数值预测

Numeric Predictions of Hydrogencarbon/air Coupling Detailed Chemical Kinetics during Ignition Process and Its Flame Structure

理论分析碳氢类燃料、空气预混气热着火和流动燃烧过程数值计算方法。并对IPIC-CFDⅡ软件进行修改 ,使之适合燃料零维着火与火焰结构计算。程序采用了美国SANDIA国家实验室、NASA和BERKELEY大学热力学数据库中的相关参数以及大型化学反应动力学软件包CHEMKIN中相关的模型和子程序 ;火焰结构计算模块引入美国SANDIA国家实验室开发的PREMIX程序。运用开发的源码 ,以庚烷 空气预混气和碳氢类燃料中具有代表性的柴油为例 :采用最新的化学反应动力学机理 (其中庚烷氧化机理包含 2 90个基元反应 ,涉及 5 7种组分 ;柴油动力学机理包含 32 7个基元反应 ,涉及 71种组分 ) ,计算了C7H16 O2 N2 预混气在不同点火温度、不同当量比和不同压力下的着火延迟时间 ,预测了火焰中反应物、主产物、自由基浓度以及温度变化的时间进程 ;同时模拟了柴油在不同工况下 ,其预混火焰中温度、反应物、主产物和自由基浓度随火焰高度的变化关系。以上研究为反应设计提供指导。