Estudio de simulación detallada de la cinética química de la combustión del amoníaco puro

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摘要

Bajo el objetivo "doble carbono", se espera que el amoníaco como combustible cero carbono sea una alternativa a los combustibles fósiles. Ante los problemas asociados con la combustión del amoníaco, como la velocidad de combustión lenta, la alta energía de ignición y la demora significativa en el encendido, basándose en diversos mecanismos cinéticos químicos para la combustión del amoníaco de Shrestha, Mei, Mei-2021, Stagni, CEU-NH3, Gotama y Glarborg, se utilizó Chemkin para simular el efecto de la temperatura inicial, la presión y la fracción volumétrica de oxígeno en las características de combustión del amoníaco. Los resultados muestran que al aumentar la temperatura inicial, la velocidad de propagación de la llama laminar de amoníaco aumenta y el tiempo de retardo de ignición disminuye, lo que favorece el encendido y la combustión del amoníaco; al aumentar la presión, la velocidad de propagación de la llama laminar disminuye, pero el tiempo de retardo de ignición se reduce significativamente; el aumento de la presión favorece el encendido pero no la propagación de la llama; al aumentar la fracción volumétrica de oxígeno, la velocidad de propagación de la llama laminar aumenta y el pico se desplaza hacia la combustión pobre. El análisis de sensibilidad reveló que las ramificaciones en las reacciones H+O2=O+OH, NH_2+NO=NNH+OH y NH_2+NO=H_2O+N2 promueven positivamente la propagación de la llama, mientras que NH_2+O=HNO+H inhibe la propagación; las reacciones H+O2(+M)=HO2(+M), NH3=H+NH2, HNO=H+NO y NH_2+HO2=NH_3+O2 son altamente sensibles bajo alta presión; las reacciones HNO y N_iHi presentan coeficientes de sensibilidad altos en la combustión pobre; H_2NO es un intermediario importante que afecta el tiempo de retardo de ignición a alta presión y baja temperatura; optimizar las condiciones de combustión del amoníaco controlando las rutas de reacción clave y la cinética puede mejorar las características de combustión del amoníaco.

关键词

mecanismo cinético de reacción;características de combustión del amoníaco;velocidad de propagación de la llama laminar;tiempo de retardo de ignición

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