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  发表:admin(管理员) 日期:2015/1/8 点击率:1464
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

蒋勇,朱宁,邱榕,王祖汉

1:中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室

2:日本静罔理工科大学机械工学科

3:中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室

    摘要: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、NASABERKELEY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。

    关键词: 预混火焰;;详细化学动力学机理;;数值模拟

    基金项目: 国家自然科学基金重点资助项目 (5 9936 14 0 );; 国家自然科学基金资助项目 (5 0 0 76 0 4 2 );; 江苏省汽车工程重点实验室开放基金资助项目 (K2 0 89)

参考文献:

[1]S .S .Sazhin,G .Feng,andM .R .Heikal.ThermalIgnitionAnalysisofaMonodisperseSpraywithRadiation[J].Com bustionandFlame,2001,124(4):684-701.

[2]蒋勇.IPIC -CFD:一种计算带有化学反应流和喷雾的多维流动模拟程序[R],博士后出站报告,中国科学技术大学,2000.12.

[3]董刚,蒋勇,陈义良,王清安.大型气相化学软件包CHEMKIN及其在燃烧中的应用[J],火灾科学,2000,9(1):27-33.

[4]PREMIX :AProgramforModelingSteady,Laminar,One-di mensionalPremixedFlames[R ].ChemkinCollectionRe lease3.6,2000.9.

[5]R .J .Kee,etal.AFortranProgramforModelingSteady,Lam inar,One-dimensionalPremixedFlames[R].SandiaNa tionalLab.ReportNo.SAND85-8240,1985.

[6]董刚,陈义良.低压CH4O2N2预混火焰结构的数值预测[J],中国科学技术大学学报,2000,30(3):329-333.

[7]YossefiD ,etal.EarlyStagesofCombustioninInternalCom bustionEnginesUsingLinkedCFDandChemicalKineticsComputationsanditsApplicationtoNaturalGasBurningEn gines[J],Combust.Sci.andTech,1997,130:171 




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