富氧空气/甲烷对向流扩散火焰的实验研究

为了开发实际适用的富氧燃烧技术,本研究对对向流扩散火焰这一典型的扩散燃烧形态为对象进行实验考查,发现得到的实验结果与作者先前进行的数值模拟结果得到比较好的吻合,即利用详细的基元反应动力学模型对火焰的数值模拟可以很好的再现火焰特性;在此基础上利用CCD成像技术进一步研究了燃料稀释浓度、氧化剂浓度的变化对富氧空气/甲烷对向流扩散火焰形态的影响规律。

热辐射对富氧扩散燃烧火焰结构和氮氧化物生成的影响

揭示了富氧燃烧过程中的火焰结构和氮氧化物生成机理,针对富氧火焰特性探讨NOx的抑制机理。本文以对向流扩散火焰为对象,利用基于详细的基元反应动力学模型的燃烧数值解析方法研究了热辐射对富氧空气(氧浓度为60%)/甲烷扩散火焰中火焰结构和氮氧化物生成的影响。结果表明,在速度梯度较大时,辐射对燃烧特性的影响可以忽视,当速度梯度κ减小到约20s-1以下,辐射的影响逐渐明显,需要考虑辐射项;同时发现随着速度梯度的减少,总的NO质量生成速率随着速度梯度的下降逐渐增大,在κ≈33.3s-1时达到峰值后又开始下降,直至熄火。

燃料稀释对富氧空气/甲烷扩散火焰中氮氧化物生成的影响

本研究的目的是揭示富氧燃烧过程中的氮氧化物生成机理 ,针对富氧火焰特性探讨NOx 抑制机制机理。文中以对向流扩散火焰为对象 ,利用详细的基元反应动力学模型研究了燃料稀释对富氧空气 /甲烷扩散火焰中氮氧化物生成的影响 ,稀释剂为N2 或CO2 。结果表明 ,随着燃料中稀释组分浓度的变化 ,火焰结构和NO生成的决定机理显著变化 ;同时发现 ,随稀释剂CO2 浓度增大 ,NO的排放指数EINO(E missionIndexofNO)单调减少 ,随稀释剂N2 稀释时EINO存在最大值。

二甲醚/空气对向流扩散燃烧反应历程的数值研究

本文采用详细化学反应动力学模型对二甲醚对向流扩散燃烧火焰进行了数值模拟,通过分析二甲醚燃烧过程中基元反应速度、关键中间产物和自由基,得到了二甲醚在对向流扩散燃烧中氧化的主要反应途径。结果表明,反应主要发生在高温区域(大于800 K),CH_2O、H_2和CH_4是重要的中间产物;OH、H和CH_3是重要的自由基,在生成CO、CO_2和H_2O的过程中起到关键性作用。

富氧空气/甲烷扩散燃烧的NO抑制机理的数值研究

为了开发适用于富氧燃烧的NO抑制技术,以对向流扩散火焰这一扩散燃烧的典型形态为对象,利用所建立的基元反应动力学模型研究了燃料稀释(CO2为稀释剂)以及速度梯度的改变对富氧空气/甲烷扩散火焰中NO生成的影响。用CO2稀释燃料甲烷得到的计算结果表明,随着燃料中CO2浓度的增大,火焰结构和NO生成的机理发生了显著变化,NO排放指数NO(EmissionindexofNO)单调减少。改变速度梯度发现,随着速度梯度的增加,热力型NO质量生成速率以及NO快速下降。这些研究表明,用CO2稀释燃料以及增加速度梯度可以减少富氧火焰中NO的生成。