氨气与甲烷混合气自燃过程的化学动力学研究

作者：徐昊; 何志霞; 戴礼明; 王谦^*

来源：内燃机学报, 2023, 41(01): 1-8.

DOI：10.16236/j.cnki.nrjxb.202301001

• 氨气与甲烷混合气
• 化学动力学
• 着火延迟时间
• 快速压缩机

在当量比φ=0.5、压力为2～7 MPa以及温度从930 K到1 140 K的条件下，用快速压缩机研究氨气(NH3)和甲烷(CH4)混合气的着火延迟时间，其中CH4占总燃料的摩尔分数分别为0、5%、10%及50%．另外，在φ为1.0和2.0的条件下对掺入10%CH4的混合气进行着火延迟时间测试．CH4对NH3的着火过程具有非常明显的促进作用，随着CH4占总燃料的比例越来越高，混合气的着火延迟时间缩短，同时CH4对着火的促进作用趋于平缓．含10%CH4的NH3的着火延迟时间在φ为0.5和1.0的条件下变化很小，而当φ=2.0时着火延迟时间增加约50%．利用试验数据对6种不同的NH3氧化机理进行了验证，所开发的机理预测着火延迟时间最为准确，除了在最高温度，CH4摩尔分数为50%时试验与计算差异达到了50%，其他所有条件下机理的预测结果与试验结果差距都小于30%．利用开发的机理进行敏感性分析，结果表明：当CH4摩尔分数为5%和10%时，反应CH4+NH2=CH3+NH3对稀薄燃烧条件下混合气的着火延迟时间有显著的促进作用；但当CH4摩尔分数为50%时，该反应会表现出轻微的抑制作用．

• 单位
  江苏大学