甲烷高压富氧燃烧层流扩散火焰的数值研究

【摘要】：对0.1~4.0,MPa范围内CH4富氧燃烧层流同轴射流扩散火焰进行了数值研究,研究对象包含3种工况:工况1为CH4/空气,工况2为CH4/70%N2和30%O2,工况3为CH4/70%CO2和30%O2.计算模型采用了基于GRI 3.0的骨干反应机理,该机理包含26种组分和163个反应,同时模型还考虑了CH4、H2O、CO2、CO的辐射换热损失.结果表明,富氧燃烧使火焰温度升高、长度变短.工况2中NO排放指数与工况1相比增加了70%,且随压力的提高而增大,绝大部分NO是通过热力型NO途径形成.基元反应H+CO2OH+CO使得工况3近燃烧器喷口处的CO浓度大大增加.提高压力,火焰温度先升高后降低,火焰半径逐渐变小,火焰长度几乎不变. 【作者单位】： 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室;
【关键词】： 甲烷 富氧燃烧 高压燃烧 NOx
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51006115,91130028,50976122)
【分类号】：TK16
【正文快照】： 富氧燃烧减少了空气中惰性气体N2的含量从而使得火焰燃烧温度升高,燃烧效率提高,火焰稳定性增强,烟气体积减少.富氧燃烧的这些优势使得其在工业上得到了较广泛的应用.例如,在玻璃制造行业,利用纯氧燃烧代替常规空气燃烧不仅提高了产品质量和产量,还能使燃料消耗量减少15%~50%,

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