氢气掺混甲烷对湍流燃烧及NO生成排放的影响

谭宗洋, 王丹阳, 许建国, 黄东欣, 孟华

燃烧科学与技术 ›› 2024, Vol. 30 ›› Issue (02) : 157-168.

氢气掺混甲烷对湍流燃烧及NO生成排放的影响

  • 谭宗洋, 王丹阳, 许建国, 黄东欣, 孟华
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摘要

采用非绝热火焰面-反应进度变量湍流燃烧模型和非绝热、非稳态NO计算预测模型,针对DLR双旋流燃烧室中的旋流喷射、混合和燃烧过程,开展了大涡模拟研究,获得了纯甲烷、体积分数30%和60%氢气掺混甲烷湍流燃烧的流场结构、火焰特性和NO分布的详细计算结果.分析表明,由于燃烧室中的流场主要由旋流空气所决定,掺氢燃烧的速度分布与纯甲烷燃烧没有明显区别.掺氢燃烧的外回流区温度降低,中心回流区温度升高,放热区域向上游移动,放热速率增大而放热区域减小.NO主要产生于内剪切层,外剪切层和高速剪切流的下游区域;在纯甲烷算例中,快速型和热力型机理所生成的NO数量相当,而掺氢燃烧中快速型机理所生成的NO减少、热力型机理所生成的NO则明显增多.

关键词

大涡模拟 / 旋流喷射 / 湍流燃烧 / 氢气掺混 / NO排放

中图分类号

TK471 / TK16

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谭宗洋, 王丹阳, 许建国, 黄东欣, 孟华. 氢气掺混甲烷对湍流燃烧及NO生成排放的影响. 燃烧科学与技术. 2024, 30(02): 157-168

基金

国家自然科学基金资助项目(12072321); 国家科技重大专项基础研究项目(2017-Ⅲ-0005-0030)

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