В условиях углеродной нейтральности аммиако-водородное безуглеродное топливо привлекает большое внимание, однако процессы синтеза аммиака и разложения аммиака для получения водорода также сопровождаются риском взрыва аммиако-водородной смеси. В настоящее время исследования детальных механизмов горения и взрыва аммиако-водородной смеси недостаточно полны, традиционные детальные механизмы крайне сложны и требуют большого времени вычислений. Для изучения характеристик горения и взрыва аммиако-водородной смеси при высоком давлении был использован нулевомерный гомогенный модельный подход (то есть упрощенная модель, не учитывающая пространственное распределение и с равномерными физическими и химическими свойствами), а существующий детальный механизм горения и взрыва аммиако-водородной смеси был упрощен методом направленного графа с распространением ошибки (DRGEP). Затем с помощью анализа чувствительности был получен упрощенный механизм горения и взрыва с меньшим числом элементарных реакций. Упрощенный механизм был интегрирован с моделью вычислительной гидродинамики (CFD) для проведения численного моделирования горения аммиако-водородной смеси в трубопроводах. Результаты показали, что упрощенный механизм хорошо соответствует экспериментальным данным по скорости ламинарного пламени и времени задержки воспламенения. При давлениях взрыва 59,61 атм и 69,97 атм относительная ошибка средней скорости ударной волны была менее 1,4%, что свидетельствует о высокой точности; кроме того, CFD модель с упрощенным механизмом существенно экономит вычислительные ресурсы. Результаты исследования способствуют развитию технологий CFD моделирования горения аммиако-водородной смеси и могут предоставить теоретические основы для процессов горения и предотвращения взрывов безуглеродного топлива из смеси аммиака и водорода.

горение аммиака и водорода; химическая кинетика; механизм реакции; упрощенный механизм; численное моделирование; взрыв