一氧化碳掺混对甲烷火焰碳烟生成特性的影响

作者：戴卫; 颜伏伍; 王宇^*

来源：合肥工业大学学报(自然科学版), 2021, 44(08): 1013-1020.

• 碳烟
• 一氧化碳
• 甲烷对冲火焰
• 反应路径
• 化学动力学

文章采用化学动力学模型模拟了甲烷对冲火焰中掺CO对碳烟生成的影响,在数值模拟中引入假想一氧化碳(fiction CO,FCO)得到了将稀释效应区分后CO的化学效应。计算结果表明:在甲烷燃料中掺CO和FCO都会由于稀释效应导致碳烟生成量单调减少。但是,与掺FCO的工况对比发现,CO对碳烟生成的化学效应通过抑制反应C2H2+O=CH2+CO正向发生减少C2H2的消耗,进而促进碳烟表面质量生长,最终促进碳烟生成。在氧化剂中掺CO会导致碳烟生成量出现先增加后减少的非单调变化。掺少量CO会促进反应CO+OH=CO2+H正向进行增加H摩尔分数,进而促进燃料裂解最终促进碳烟生成;但是掺过量CO时,CO很快就会在氧化剂端喷嘴处反应,反而会使碳烟区域的H摩尔分数降低,从而降低碳烟表面生长速率。此外,CO会生成大量CO2抑制碳烟生成。

• 单位
  现代汽车零部件技术湖北省重点实验室; 武汉理工大学