微型燃烧器内掺氢甲烷燃烧特性的数值模拟

【摘要】：为改善甲烷在平板式微型燃烧器内的燃烧特性,对掺氢甲烷的预混合燃烧过程进行二维数值模拟,研究不同掺氢比及不同通道高度下混合燃料的燃烧规律。结果表明,在当量比为0.8的条件下,氢气的掺入具有稳定火焰和提高混合燃料可燃流速的作用;在掺氢比为5%~25%的范围内,随着掺氢比的增大,火焰锋面逐渐前移,掺氢比每增加5%,火焰最高温度平均可升高101 K;反应中OH的摩尔分数将随氢气的增多而升高,但CO2的摩尔分数随掺氢比的增大反而减少,CO2生成率呈现先缓慢升高后急剧下降的趋势。此外,氢气的加入很好地解决了甲烷难以在小于2.5 mm的通道高度内燃烧的缺陷,通道高度从3 mm递减到1 mm,相应的CO2生成率逐渐减少;通道高度为4 mm时,火焰中心温度达到最大的2 260 K,其出口处的CO2摩尔分数低于另外三组通道高度的值。 【作者单位】： 江苏大学能源与动力工程学院;
【关键词】： 微型燃烧器 掺氢甲烷 稳定火焰 OH摩尔分数 CO生成率 通道高度
【基金】：国家自然科学基金(50126066,51376082) 中国博士后科学基金(2014M551514) 江苏省基础研究计划(BK20131253) 江苏高校优势学科建设工程 江苏大学高级专业人才科研启动基金(11JDG139) 江苏大学研究生创新计划(1291130027)资助项目
【分类号】：TK16
【正文快照】： 0前言1随着对小尺寸、高能量密度动力源需求的不断增加,微型动力系统也引起人们越来越多的重视。这些装置使用氢气或碳氢化合物作燃料,能在不到1 cm3的体积内输出1~20 W的功率,按单位质量储存的能量和单位体积产生的功率计,燃烧过程产生的电功率比电池有巨大的优势,其能量密度

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