Étude de simulation détaillée de la cinétique chimique de la combustion de l'ammoniac pur

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摘要

Dans le cadre de l'objectif "double carbone", l'ammoniac en tant que combustible zéro carbone pourrait devenir une alternative aux combustibles fossiles. Face aux problèmes liés à la combustion de l'ammoniac, tels qu'une vitesse de combustion lente, une énergie d'allumage élevée et un retard d'allumage significatif, des mécanismes cinétiques chimiques différents pour la combustion de l'ammoniac basés sur les modèles de Shrestha, Mei, Mei-2021, Stagni, CEU-NH3, Gotama et Glarborg ont été utilisés. Une simulation Chemkin a étudié l'influence de la température initiale, de la pression et de la fraction volumique d'oxygène sur les caractéristiques de combustion de l'ammoniac. Les résultats montrent que l'augmentation de la température initiale améliore la vitesse de propagation de la flamme laminaire d'ammoniac et réduit le temps de retard d'allumage, favorisant ainsi l'allumage et la combustion de l'ammoniac; l'augmentation de la pression réduit la vitesse de propagation de la flamme laminaire, mais diminue significativement le temps de retard d'allumage; une pression élevée favorise l'allumage mais défavorise la propagation de la flamme; l'augmentation de la fraction volumique d'oxygène augmente la vitesse de propagation de la flamme laminaire et déplace le pic vers une combustion pauvre. L'analyse de sensibilité a révélé que les ramifications des réactions H+O2=O+OH, NH_2+NO=NNH+OH et NH_2+NO=H_2O+N2 favorisent positivement la propagation de la flamme tandis que NH_2+O=HNO+H inhibe la propagation; les réactions H+O2(+M)=HO2(+M), NH3=H+NH2, HNO=H+NO et NH_2+HO2=NH_3+O2 présentent une haute sensibilité sous haute pression; les réactions HNO et N_iHi ont des coefficients de sensibilité élevés en combustion pauvre; H_2NO est un intermédiaire clé affectant le retard d'allumage à haute pression et basse température; l’optimisation des conditions de combustion de l'ammoniac en contrôlant les voies et la cinétique des réactions clés peut améliorer les caractéristiques de combustion de l'ammoniac.

关键词

mécanisme cinétique réactionnel;caractéristiques de combustion de l'ammoniac;vitesse de propagation de la flamme laminaire;temps de retard d'allumage

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