天然气层流燃烧特性的实验与数值计算

作者：党嘉莹; 曾文; 陈潇潇; 谷午; 胡二江; 马宏宇

来源：航空动力学报, 2022, 1-10.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210468

• 天然气
• 层流燃烧速度
• 定容弹
• 简化反应机理
• 敏感性分析

在定容弹中试验测量了压力分别为0.1、0.2、0.3MPa，当量比范围为0.7-1.4，温度分别为300、350、400K，含氧量分别为15%、18%、21%，CO_(2)含量分别为0%、10%、20%，含水量分别为0%、10%、20%工况条件下天然气(0.9甲烷/0.07乙烷/0.03丙烷，摩尔分数)的火焰发展特性以及层流燃烧速度。同时，利用敏感性分析等方法构建了天然气的简化反应机理(40种组分和189个反应)，并对其层流燃烧速度进行了数值计算。结果表明，当当量比由0.7提升至1.4时，天然气的层流燃烧速度先升高后降低，其峰值在当量比1.1附近；层流燃烧速度随着初始温度、含氧量的增多或初始压力、CO_(2)含量及H_(2)O含量的减少而逐渐得到提升。构建的天然气简化反应机理可以较好的预测层流燃烧速度随当量比变化的整体趋势；但是，部分工况下预测值略低于试验值。

• 单位
  西安交通大学; 沈阳航空航天大学; 动力工程多相流国家重点实验室