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高效清洁燃烧

摘要

在点燃式甲醇发动机中，通过重整甲醇生成的合成气作为一种有前景的低成本助燃剂引起了极大的关注。然而，很少有化学反应机理去预测氢气-甲醇混合物和合成气-甲醇混合物的基础燃烧特性。为了探究氢气、合成气对甲醇基础燃烧特性（点火延迟时间和层流燃烧速度）的影响，通过简化详细反应机理（Burke. et al 2016），并且基于已发表实验数据对其关键反应参数进行优化，开发了一个包括39种物质和193基元反应的化学反应机理。.该机理能够很好地预测氢气-甲醇和合成气-甲醇混合物的点火延迟时间、层流燃烧速度和关键物质的演化，仿真验证结果如图1-3所示。然后利用开发的反应机理系统地比较了氢气、合成气（H2：CO=2:1）分别对甲醇燃烧的点火延迟时间和层流燃烧速度的影响差异。结果表明，随氢气、合成掺比的提高，点火延迟时间都之增加，合成气中的CO导致了后者的点火延迟时间比前者略长（如图4所示），有利于减弱发动机末端混合气的自燃趋势，从而抑制爆震，上述现象利用反应路径分析和敏感性分析方法被详细解释。另外，随着氢气、合成气掺比的增加，层流燃烧速度相应增大，由于CO的作用，合成气-甲醇的层流燃烧速度始终略低于相同比例的氢-甲醇的火焰传播速度（如图5所示）。当添加比例一定时，随着当量比的增大，表示层流燃烧速度增幅的系数δ先减小，然后增大到峰值，在极富燃料条件下逐渐降低，并利用敏感性分析方法深入分析其原因（如图6所示）。在相同掺比条件下，合成气-甲醇混合物的CH2O总是小于氢气-甲醇混合物，而且，它们的差异着掺比增加逐渐扩大，这表明CO对CH2O的生成具有较好的抑制作用。

关键词

合成气/甲醇混合物;氢气/甲醇混合物;化学反应机理;点火延迟时间;层流燃烧速度

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