详细的数值研究氮氧化物在逆流甲烷扩散火焰动力学:燃料方面与Oxidizer-Side稀释的影响

文摘

稀释燃烧被广泛利用由于种种优点,如提高效率,减少污染物排放,甚至是一个有前途的未来在缓解全球变暖。稀释剂可以通过氧化剂或燃料方面介绍了实现理想的燃烧特性,和H₂O和有限公司₂是最常见的。综合比较不同的稀释方法仍然缺乏理解和优化稀释燃烧技术。本研究数值相比H的影响₂O和有限公司₂稀释在氧化剂或燃料流逆流甲烷扩散火焰,强调没有形成动力学。结果表明,不同的辐射传热模型的影响没有排放减少稀释率增加。辐射传热的计算是在三个方面:radiation-neglected,光学薄,使用nongrey辐射模型。当保持氧含量和甲烷分数不变,有限公司₂稀释在机场旁边没有减少,最深远的影响₂稀释在燃料方面。H₂O稀释显示介质的影响比这更大程度上呆在燃料方面。获得更深入的理解这一效应顺序,不同的贡献没有量化,形成路线和分析都是基于稀释剂的化学和热的影响。发现oxidizer-side稀释和燃料方面稀释影响同样没有形成通路。不过,H的影响₂O在没有稀释的形成途径不同于有限公司₂稀释。

1。介绍

提出了几种先进的燃烧技术解决化石燃料的枯竭和环境污染的挑战。添加剂广泛用于提高燃烧效率、控制一氧化氮的排放,或实现低成本的公司₂捕捉。例如,湿润空气涡轮机(帽子)1)与空气和水的混合物作为工作流体高电效率和低NOx排放的承诺。化石燃料燃烧和纯氧格拉茨循环燃气轮机(2)通过使用有限公司₂控制火焰温度,使有限的有效的分离₂在烟气冷凝。燃烧技术基于废气再循环(EGR) [3),废气的一部分(主要是H₂O和有限公司₂)介绍回到燃烧室,氮氧化物的排放可能会大幅减少。内燃机兰金循环(ICRC)发电厂(4)下运行一个氧气助燃模型与再生水达到效率高、特定的输出功率。其他系统使用水可以在提供电力(5,6]。

获得的全部潜在益处稀释燃烧,这对理解的影响是至关重要的以下三个主要因素:(1)稀释剂的类型,(2)所持股份被稀释的程度,和(3)的位置(氧化剂或燃料流)稀释剂注射。

在上述各种燃烧技术、二氧化碳和蒸汽(水蒸气)是最常见的添加剂。当H₂O和有限公司₂燃烧两个主要产品,将这两种稀释剂添加到燃烧区不会引入新的物种,但增加H₂O和有限公司₂在烟气浓度。因此,有限公司₂捕捉变得更加可控的和经济的。此外,热容高H₂O和有限公司₂使许多良好的燃烧性能,如低火焰温度(7,8和低NOx排放9]。掌握H的稀释机理₂O和有限公司₂,做了许多努力。例如,公园等。10)模拟火焰结构和CH没有排放性能₄扩散火焰与不同的稀释剂(H₂啊,公司₂和N₂)添加到气流中。他们的研究结果表明,有限公司₂除了降低了火焰温度通过热化学效应。相比之下,添加H₂O提高反应通过化学作用和限制的减少热温度。他们还指出,没有排放指数随稀释剂的体积百分比增加。这些稀释剂的有效性没有减排遵循公司的顺序₂> H₂O > N₂。谢et al。11)发现,相对应的基本反应峰值罗普(生产)有限公司/ H的哦₂从哦+ H /空气混合物的变化₂= H + H₂O何₂当公司+ H =哦+哦₂和H₂O,和有限公司₂具有更强的化学效应比H₂徐o . et al。8]研究了H的影响₂O和有限公司₂稀释氧化剂在层流co-flow合成气扩散火焰的结构和形状。他们发现的热量和辐射效应有限公司₂减少中心线温度更大程度上比H₂O;因此,有限公司₂更有效地减少了中心线温度比H₂o .除此之外,他们还发现,随着稀释程度的增加,最大哦摩尔分数有限公司₂稀释火焰减少单调,而在H₂O稀释火焰,哦摩尔分数先增加然后减少。宁等。12)数值研究了辐射效应在没有形成H₂/公司/空气逆流扩散火焰,和结果表明,有限公司₂含量的燃料流的增加,辐射影响没有排放增加然后减少H₂精益合成气。相比之下,对H₂丰富的合成气,辐射效应是单调的。Ozturk [13)研究公司的影响₂N₂,和H₂O稀释绝热,动荡,部分预混合燃烧合成气体,并指出增加稀释率有等级的降低没有浓度和H₂啊,没有最好的影响减少排放,其次是有限公司₂和N₂。尽管这些研究有助于稀释剂和稀释的影响水平的基本理解碳氢燃料的燃烧特点,他们进行燃料方面稀释或呆稀释。他们因此没有提供燃料方面之间的相对有效性的直接比较稀释,oxidizer-side稀释。

研究人员已经做了一些尝试探索空气和燃料方面的区别为射流扩散火焰稀释。例如,Feese和转14实验研究了N的影响₂稀释空气中的氮氧化物排放或燃料方面在层流CH₄射流扩散火焰。他们发现空气稀释比燃料更有效稀释减少氮氧化物的排放。他们还指出,可见火焰高度有所增加作为稀释剂添加到气流明显但不改变燃料方面稀释,即使对于相同的稀释比例。Feese等人不幸没有分析没有形成线路或提供动力学解释的结果。此外,曹和涌的试验研究[15)表明,燃料方面稀释更有效地降低火焰温度,没有比呆稀释排放。值得注意的是,虽然曹和钟还研究了射流扩散火焰,从在他们到达一个不同的结论14]。这一矛盾是由于这两项研究中使用的不同的稀释参数时比较燃料方面稀释和呆稀释。在曹和涌的研究(15),稀释率被定义为废气流量的比值总燃料的流量(或空气)。因为燃料流的出口截面面积远小于氧化剂流,燃料流速度增加超过氧化剂流速度增加。更高的增加燃料流速度提高了混合稀释燃烧。然而,研究Feese并将他们引入了一个新的稀释参数(Z),计算出稀释剂质量的化学混合物的质量。通过这种方式,在相同Z的稀释剂添加到机场旁边的气流稀释比这更可观的添加到燃料流燃料方面稀释。

稀释的效果没有形成本研究旨在解决的一个问题自稀释燃烧的优点之一是低排放,这是强烈依赖于燃烧条件下,在前面的论文报道,即。、参考文献。(16- - - - - -18]。

获得一个基本的认识(即稀释的影响地位。,through air or fuel stream) on flame characteristics, attention has also been paid to one-dimensional diffusion flames, which excludes the burner’s complexity and flow field in multidimension flames. Using spherical diffusion flames, Chernovsky et al. [19)实验研究了添加公司的影响₂在氧化剂和燃料。他们的研究结果表明,有限公司₂稀释影响火焰在这两个稀释情况下由不同的机制。氧化剂,辐射再吸收扮演了一个至关重要的角色,加强火焰。相比之下,提高有限公司₂在没有提示的情况下浓度增加辐射热量损失燃料方面辐射再吸收。公园等。20.数值研究了有限的影响₂除了燃料和氧化剂流结构的H₂/ O₂扩散火焰在逆流配置,结果表明,温度下降引起的化学效应更显著,当有限公司₂添加到氧化剂流比燃料流。刘等人。21)数值研究了化学有限公司的影响₂除了两个燃料和氧化剂的层流扩散火焰逆流乙烯。刘等人的研究是目前的研究高度相关,和他们的研究结果表明,化学有限公司的影响₂较弱,当添加到燃料比氧化剂。氮氧化物的形成途径分析揭示公司至关重要₂除了影响氮氧化物的形成机制;然而,刘等人并没有开展这项工作但只集中在化学有限公司的影响₂。

尽管一些研究已经进行理解的区别燃料呆稀释,目前仍缺乏全面比较H₂O稀释和有限公司₂稀释的燃料和氧化剂。仍然有很多悬而未决的问题关于不排放,如没有排放辐射效应和稀释剂的化学效应的形成机制。为此,本研究的目的是探讨影响H₂O和有限公司₂稀释在空气和燃料甲烷/空气逆流流扩散火焰重点详细的形成过程,不仅包括形成和破坏的路线,而且反应路径分析。气体辐射建模的重要性第一次证明了甲烷/空气扩散火焰的不同稀释浓度和空气和燃料流与H₂O或有限公司₂。H的影响₂O和有限公司₂稀释的燃料和空气流对火焰温度和浓度下检查采用DOM / SNBCK辐射模型。稀释剂的化学效应和热影响分离和分析。最后,揭示不同的稀释剂和稀释的影响位置(空气或燃料流)没有形成机制,没有形成路线计算的贡献不同,并没有揭示形成通路。

2。数学模型和数值方法

2.1。模拟方法

OPPDIF代码(22)加上CHEMKIN的热力和传输子程序包(23)在本研究中采用计算逆流扩散火焰。这个代码已经广泛验证,用来模拟一维层流火焰燃烧(nonpremixed或预拌)使用详细的化学和热传输特性。甲烷氧化化学建模使用GRI-Mech 2.11机制(24]。许多研究[25,262.11)表明,GRI-Mech产生一个更好的预测为3.0比GRI-Mech氮氧化物的形成机制建模时甲烷燃烧。为了说明辐射传热的重要性,三个不同的热辐射被认为是治疗,即没有辐射的热量损失,光学薄近似(OTA) [27],discrete-ordinates方法(DOM)加上统计窄带correlated-K-based辐射属性模型(DOM / SNBCK)求解辐射传输方程(RTE) [28]。OTA只占辐射损失由于排放。它忽略了吸收辐射增益,而DOM / SNBCK模型考虑辐射发射和吸收,以及非灰色气体辐射的本质属性。多组分传输特性和热扩散被认为是处理优先扩散的H₂和h毕业生的网格适应参数和曲线都设置为0.05,以确保计算网格足够精致,和仿真结果是网格大小无关。全球应变率一个_年代定义在方程(1)固定在50年代⁻¹本文建模的火焰,除非另有指示。燃料和氧化剂流的出口速度选择满足动量平衡(29日在方程()表示2): 在哪里ρ和分别代表了密度和速度和下标”F”和“O“表明燃料和氧化剂流。象征l燃料和氧化剂喷嘴之间的距离,指定为2厘米。

2.2。模拟条件

火焰条件调查研究中总结在表1。值得指出的是,当一定量的稀释剂(H₂O或有限公司₂)被添加到燃料或氧化剂流,相同数量的N₂就被撤掉了;因此,CH₄和O₂摩尔分数可能继续维持在50卷第21卷%和%的燃料和氧化剂流,分别。压力是1 atm和入口温度的氧化剂和燃料流范围从400 K到800 K在这项研究。

2.3。没有形成机制

识别不同的贡献没有形成路线,不被认为是由四个途径,通过有再被破坏。首先,形成热没有通过N₂三键解体的O原子,和O₂噢,随后氧化的N原子。这个过程有很高的活化能和强烈受到火焰温度的影响。没有形成相关的主要反应在GRI-Mech 2.11表中列出的机制2。反应负责热不包括R178 R179, R180。第二,提示不可以普遍在碳氢化合物通过反应所产生的火焰,因为它是CH我激进分子和R240通常被认为是主要的起始步骤提示没有的形成。所涉及的反应提示没有病原反应,导致提示没有形成随温度而变的更少。第三,N₂通过N的路径O-intermediate没有形成₂⟶N₂与N O⟶不,₂O中间物种。第四,NNH没有始于N₂与H反应形成NNH (R204和R205),然后通过R208收益率没有。最后,有再是一个重要的破坏机理,没有由一群涉及烃自由基反应,CH_我。这些没有形成路线的计算方法已广泛使用在先前的研究中,例如,参考文献。(27,30.,31日]。

完整的GRI-Mech 2.11机制包含49个物种和279基本反应,反应步骤的数目减少,177年不包括没有形成。为了清晰起见,我们使用缩写词这两种机制为“他完全GRI-Mech 2.11机制分别帐目。量化没有形成四个形成路线+ 1破坏路线,每个仿真进行了六次不同没有形成动力学模型,即“全化学”(标记为SIM1),“不不化学”只有热,提示,NNH或N₂O-intermediate没有形成路线,标记为SIM2∼SIM5,分别“全化学”不包括有再路线(SIM6)。计算每个没有形成的基本步骤是相同的路由到这些裁判。30.]。因此,通过热没有形成,提示,NNH或N₂O-intermediate路线可以通过减去相应的结果SIM2∼SIM5与SIM1。有再没有影响计算结果的差异SIM6 SIM1。

2.4。化学和热的影响H₂O /公司₂

定量调查的化学和热影响H₂O或有限公司₂稀释、计算与实际H₂O和有限公司₂和他们的惰性同行进行了正如我们在前面所做的工作(8]。具体地说,这种化学效应指的是稀释剂通过他们的参与化学反应的影响。造成的热效应是指影响不同稀释剂的热性能的N₂。这两个人造物种,跳频₂O和外交部₂具有相同的热、运输、和辐射特性随着这些真正的H₂O和有限公司₂分别,除了跳频₂O和外交部₂是惰性的,不参与化学反应。具体而言,当评估有限公司₂和H₂O的化学效应,两套进行了模拟。一个是使用真正的公司₂和H₂O作为稀释剂,另一种是使用外交部₂和跳频₂基于跳频o .因此,结果之间的差异₂O和外交部₂和那些使用H₂O和有限公司₂是由于H₂O和有限公司₂的化学效应。同样,量化H₂O和有限公司₂的热影响,另一个对人造物种,TH₂O和TCO₂拥有相同的化学、运输、跳频和辐射特性₂O和外交部₂但是N共享相同的热性能₂介绍了反应机制。因此,使用TH数值结果的差异₂O(或TCO₂使用跳频)增加和这些₂O(或外交部₂)增加是由于H₂O和有限公司₂的热影响。

3所示。结果与讨论

3.1。辐射模型的影响

由于H₂O和有限公司₂是最关键的辐射气体烃燃烧,预计H₂O和有限公司₂加强辐射传热在燃烧区。使用三种辐射模型计算的结果首先检查调查不同稀释火焰放射治疗对建模的影响。图1显示预测火焰峰值温度使用三个辐射传热治疗有限公司₂和H₂O稀释了燃料和空气流。从这个图可以观察到一些常见的行为。例如,公司₂稀释比H决定性影响₂O稀释每卷(由于其较高的比热容7,8]。正如所料,忽略热辐射导致overprediction火焰温度,在OTA预测火焰峰值温度。因为DOM / SNBCK模型认为发射和吸收辐射,它预测的火焰温度低于峰值没有辐射但高于OTA。有趣的是注意到峰值温度预测的DOM / SNBCK更接近于无辐射,这表明有明显的火焰的辐射重吸收减少净辐射损失。这些结果还表明,呆稀释(黑线)更强的影响比燃料方面抑制火焰温度稀释(红线)。动力学分析显示这是归因于反应O + C的热释放率₂H₂= CO + CH₂和H + O₂+ H₂O =何₂+ H₂O是比这更抑制稀释发生时在呆在燃料方面。特别是,图中观察到一个有趣的现象1H的影响吗₂O和有限公司₂稀释火焰峰值温度几乎是线性的稀释比例高达40%,无论稀释发生在燃料或机场旁边。

辐射的影响模型预测峰值没有摩尔分数为有限公司₂和H₂O稀释在燃料和空气流图所示2。峰没有摩尔分数的变化与稀释比例显然是非线性的。此外,辐射模型对没有摩尔分数的影响非常显著。符合辐射模型对火焰温度峰值的影响,当忽略辐射传热,OTA预测没有摩尔分数最低。火焰在给定条件下,无摩尔分数预测的DOM / SNBCK模型介于没有辐射和在线旅行社但接近没有辐射。然而,辐射模型对预测的影响没有摩尔分数峰值减弱稀释率增加,特别是机场旁边的稀释。如图2稀释时,发生在机场旁边(黑线),H₂O稀释和有限公司₂稀释减少峰值没有摩尔分数显著;然而,还原速度不断削弱随着稀释率的增加。不同的稀释影响峰值没有摩尔分数形式对火焰温度峰值的影响,即。的非线性降低峰值没有摩尔分数图2和近线性减少火焰峰值温度图1,意味着热敏热不路线不是没有的条件下形成的主要途径。本文稍后将讨论这一点。因为燃料方面的影响稀释在没有摩尔分数最大远远弱于机场旁边的稀释,非线性趋势不明显,尤其是对有限公司₂在燃料方面稀释。燃料方面的稀释,热不是占主导地位的路线,如部分3.4。

3.2。火焰温度

从这一节中,数值结果计算使用DOM / SNBCK辐射模型由于这放射治疗的辐射传热提供了最准确的待遇。在本部分中,H的影响₂O和有限公司₂在详细讨论了火焰温度稀释。图3显示的温度分布₂O和有限公司₂稀释到40%燃料和呆燃油喷嘴的距离的函数。火焰峰值温度之间的差异案例1(没有稀释),40%的情况下,H₂O和40%股份有限公司₂稀释也表示。尽管H₂O和有限公司₂稀释在空气或燃料方面降低了火焰温度一致,H之间的区别₂O稀释和有限公司₂稀释仍然存在。首先,有限公司₂比H更有效₂O在火焰温度降低,不管它是否被添加到空气或燃料。这种差异主要是由公司的更高的热容₂。第二,H₂O稀释总是略变化火焰峰值温度对空气喷嘴,但有限公司₂稀释可以峰值温度稍微转向燃油喷嘴或氧化剂喷嘴时,分别添加到燃料或空气流。这种差异与N的相对摩尔质量有关₂H₂啊,和₂。然而,火焰表几乎是在同一位置自动量平衡方程(2在所有的情况下)。

获得进一步的深入了解H₂O和有限公司₂稀释影响火焰温度,图4显示了不同影响20%的H₂O和20%股份有限公司₂稀释空气和燃料方面的峰值温度。本文分析了化学和热影响由于运输和辐射效应不太重要(8),尽管辐射效应可以在低应变率变得重要。可以看出,热影响的H₂O和有限公司₂稀释降低火焰温度。尽管公司的化学效应₂降低了火焰温度,H的化学效应₂O提高它,尽管仅略。这一发现同意先前的研究中报道(7,8]。此外,图4还表明,稀释的位置(呆或燃料方面)不改变H的个人影响₂O和有限公司₂对火焰温度稀释定性,即化学有限公司的影响₂和H的热影响₂O和有限公司₂总是降低火焰温度而H的化学效应₂O略有增加。此外,整体和个体的影响H₂O和有限公司₂稀释到机场旁边高于燃料方面。动力学分析表明,这是因为反应产生的热能O + C₂H₂= CO + CH₂和H + O₂+ H₂O =何₂+ H₂O是比这更抑制稀释发生时在呆在燃料方面。

3.3。没有摩尔分数

数据5(一个)和5 (b)现在没有摩尔分数的函数分布的燃料喷嘴的距离H₂O和有限公司₂分别稀释。很明显,这两个H₂O和有限公司₂稀释减少没有形成显著和稀释空气流强的影响没有减少比燃料方面,无论有限公司₂或H₂O稀释。公司的影响₂和H₂O稀释没有摩尔分数关联与火焰温度。当呆稀释(红线),有限公司₂稀释抑制没有形成明显比H₂O稀释,又符合他们对火焰温度峰值的影响。在燃料方面的稀释(蓝线)的影响₂O稀释压制没有形成更重要比有限公司₂稀释,值得进一步的调查,因为这两种稀释剂的重要性没有形成相对减少,降低了火焰温度(图3)。

理解的现象,由H燃料方面稀释的影响₂O在不减少大于有限公司₂稀释,CH自由基分布有或没有40% H₂O和有限公司₂稀释空气和燃料方面比较图6。H₂O稀释在燃料方面能抑制CH生产更重要比有限公司₂,这解释了抑制H的影响就越大₂O稀释比有限公司₂在图中没有形成稀释5。尽管温度燃料有限公司₂稀释比的燃料方面H₂O稀释,浓度显著降低CH燃料方面H₂O稀释减慢提示没有的最初反应,即。,CH + N₂= HCN + N (R240)。因此,总没有发射抑制自提示没有是占主导地位的形成路径。这一点在部分将更详细地讨论3.4。

在本研究进行了模拟T= 400 K和一个_年代= 50年代⁻¹。表明稀释的影响没有可概括的减少在这些条件下,数字7和8展览没有摩尔分数在不同的应变率峰值(从20到100年代⁻¹)和进气温度(从400年到600 K),和可以找到非常相似的趋势线显示。然而,详细的分析了应变率和入口温度如何影响没有形成超出了本文的范围。

图9显示20%的个人影响H₂O和20%股份有限公司₂稀释峰值没有摩尔分数。稀释的影响没有减少呆比那些在燃料方面,对火焰温度的影响,图4。在图9H的化学效应₂O稀释对减少影响没有发射,尽管促进火焰温度图4。这可以很容易地理解CH自由基的分布如图6。虽然火焰温度略有增强,H₂O稀释,CH的浓度会降低更明显,从而导致更重要的没有减少通过提示路线比促使影响没有通过热路线。

3.4。没有形成机制

图10显示没有通过不同的路线形成的排放指标中引入部分2。3。排放指数的计算使用方程(3),它已被广泛使用在先前的研究中,如(10,30.]。 在哪里ω_没有和ω_F是没有生产速率和燃料消耗速率,分别和米_没有和米_F是一氧化氮的分子量和燃料。

首先,它可以观察到H的影响₂O和有限公司₂稀释在空气中——或燃料方面EINO关联与峰值没有摩尔分数数据所示5和9,即呆有限公司₂稀释>呆H₂O稀释>燃料方面H₂O稀释>燃料有限公司₂稀释。这是因为,CH₄流量是保持不变的情况下,和EINO计算在整个计算域在这项研究。其次,提示路线没有形成起主导作用,其次是有再和NNH路线,而热和N₂O-intermediate路线的贡献可以忽略。为了清楚起见,减少的百分比总不,提示没有,NNH没有,有再20% H₂O和20%股份有限公司₂稀释也标记在图10。例如,公司18.8%意味着增加20%₂到燃料流中(6例)减少18.8%的排放不超过no-dilution案例(案例1)。它可以被观察到的顺序没有减少百分比通过提示没有路线,有再对不同稀释完全同意,通过完整的化学,即。机场旁边有限公司₂稀释>呆H₂O稀释>燃料方面H₂O稀释>燃料有限公司₂稀释。然而,H₂O和有限公司₂稀释的影响第三最重要的没有形成路线(NNH通路)不遵循上述订单。即便如此,它仍然可以认为H的相对重要性₂O和有限公司₂稀释没有形成减少是由稀释影响提示没有形成和本研究的条件下有再路线。

使用方法提出的狂欢et al。32),N的元素通量通过一些关键反应进行了计算,并没有形成的路径基础上的全部化学GRI-Mech 2.11例1,3,6,9,图中演示了1211。值得指出的是,N元素通量计算在整个计算域而不是火焰,表明整个燃烧过程的平均价值。在图11的进展方向,箭头显示一定的转换,从反应物到产品。每个箭头指示的值N通量/完全计算域(从燃油喷嘴出口到氧化剂喷嘴出口2厘米的距离在这项研究),和每个箭头的宽度不同的大小N通量。后的百分比值意味着减少N通量的比值相对于基线案例(案例1)通过在括号后的反应。路径映射图11涵盖了五个没有形成/路线,破坏和转换路径可以简要强调热路线(N₂⟶N⟶没有),提示路线(N₂⟶HCN⟶CN、NCO NH, N和HNO⟶没有),NNH路线(N₂⟶NNH (⟶NH)⟶没有),N₂O-intermediate路线(N₂⟶N₂O (⟶NH)⟶没有),有再路线(N的一部分₂⟶HCN, HCNO⟶CN、NCO NH₃,在北半球₂,在北半球,⟶N₂啊,不,和N₂)。

通过比较数据11 (b)和11 (c)与数据(11日),11 (d)和11 (e)与图(11日),它可以发现呆稀释和燃料方面稀释影响同样没有形成通路。具体而言,氮元素通量图(11日)是最高的在所有情况下,给出的五个表明CH₄火焰没有稀释产生的最高金额。燃料方面稀释削弱了氮元素通量比呆在较小程度上稀释为H₂O和有限公司₂稀释剂。此外,更详细的说明图10,图11表明,通过热路线,没有形成NNH路线,N₂O-intermediate路线的影响远小于通过提示路线,和影响较小的反应包括R204 R210 (NNH路线),R178(热路线),和R185 R183 R182和R199 (N₂O-intermediate路线)。

然而,有一些差异的影响两个稀释剂。当火焰与有限稀释₂,没有形成通路,没有⟶HCN (⟶HOCN)⟶HNCO⟶NH₂⟶NH⟶N⟶没有(N通量及其比例减少,以及参与反应,在蓝色)是有区别的,是受影响最严重。而对于H₂O稀释,受影响最严重的通路没有⟶HCN (⟶NCO)⟶NH (⟶N)⟶没有。此外,H的另一个显著的变化₂O稀释可以观察到的转换没有⟶HNO。当H₂O是添加到燃料方面,氮元素通量R212(从NNH没有形成路线)主要降低了48.56%。这种程度远远超过其他没有形成通路(减少百分比为14.74% -39.93%)。至于H₂O稀释在机场旁边的方向没有之间的转换和HNO甚至逆转。这种转变的发展方向R212关联好没有减少百分比最高的机场旁边H₂O稀释在图8。上述现象表明,H₂O稀释对火焰结构和更复杂的影响没有形成减少比有限公司₂稀释。

4所示。结论

出于稀释燃烧的广泛利用在许多先进的技术,这项工作系统地比较了影响高达40%的H₂O和有限公司₂稀释的燃料——呆在没有排放N₂稀释CH₄/空气逆流扩散火焰。这个数值研究了使用OPPDIF代码会同GRI-Mech 2.11动力学机制在不同应变率(20 - 100年代⁻¹)和进气温度范围从400 K到800 K, 1 atm。稀释也意识到代替N₂用有限公司₂或H₂O的氧化剂和燃料流维持燃料和氧气的浓度不变。列出了一些重要的结果如下:(1)H的稀释₂O和有限公司₂的氧化剂和燃料方面降低火焰温度,没有形成。通过H稀释₂O和有限公司₂火焰温度近线性峰值降低稀释率增加。减少的速度峰值没有摩尔分数显示一个下降的趋势增加稀释比例,尤其是当稀释氧化剂一侧。结果之间的差异基于绝热处理、光学薄近似,discrete-ordinates方法加上统计基于窄带correlated-k辐射属性模型降低稀释率增加。(2)化学有限公司的影响₂稀释降低火焰温度和无排放的化学效应₂O稀释施加略有促进对火焰温度的影响但没有抑制影响形成。H的明显冲突的化学效应₂O稀释火焰温度和没有形成归因于大大抑制CH自由基,从而导致更重要的没有减少通过主导提示路线比没有晋升通过热路线。(3)H的影响的重要性₂O和有限公司₂减少稀释在空气和燃料方面没有遵循的顺序呆有限公司₂稀释>呆H₂O稀释>燃料方面H₂O稀释>燃料有限公司₂稀释,提示没有路线总是扮演主导的角色在当前调查条件。(4)路径分析表明,呆稀释和燃料方面稀释影响没有形成途径相似,但H₂O稀释还不同于有限公司₂稀释。当火焰与有限稀释₂,受影响最严重的没有形成途径没有⟶HCN (⟶HOCN)⟶HNCO⟶NH₂⟶NH⟶N⟶没有。然而,当火焰与H稀释₂啊,受影响最严重的通路没有⟶HCN (⟶NCO)⟶NH (⟶N)⟶没有。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金(51776112)、中国博士后科学基金会(2020 m672059),山东大学的基础研究基金,山东省自然科学基金(批准号ZR2020QE198),基础研究基金为中央大学(18 cx02129a)。作者真诚地承认这些金融支持。

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