分会场

高效清洁燃烧

摘要

近年来，氨作为一种无碳燃料引起了广泛关注。但氨的反应性较低，具有燃烧惰性，需要采用更强力的点火方式来解决。电热塞可以形成高温(1000 K甚至更高)热表面，在一定条件下能够点燃氨。为了探索使用电热塞作为氨发动机新型点火方式的潜力，在快速压缩机上进行了一系列可视化实验，比较了电热塞点火和火花点火的燃烧特性。用于比较的火花点火方式包括单火花塞点火和双火花塞点火。确定了化学计量比下的着火温度下限和980 K时的稀燃极限。与火花点火相比，电热塞点火可以在更低的温度和更稀薄的条件下点火。可视化结果表明，在化学计量比下，火花点火的火焰呈球形传播。相比之下，电热塞点火模式首先在热表面附近形成大面积火焰，随后呈椭球状扩散。然而，在稀薄条件下，火焰经历了不同程度的变形。放热率结果表明，在当量比为1和0.7时，采用电热塞点火放热速度最快。但在当量比为0.4时，燃烧中期后，双火花塞点火放热速率比电热塞点火更快。实验还观察到电热塞点火方案中压缩过程结束前的着火现象。使用仿真结果分析了电热塞点火的本质，即热表面的加热效果提高了热表面附近局部混合气的热力学条件，显著缩短了点火延迟时间。化学分析表明，NH2的氧化路径受当量比影响，稀燃条件下氧含量增加，NH2生成含氧物种H2NO的路径被增强，生成N2H2和NH的路径被削弱。

关键词

关键词: 氨;电热塞点火;火花点火;燃烧特性;稀燃

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