En el contexto de la neutralidad de carbono, el combustible sin carbono mezclado de amoníaco e hidrógeno ha recibido mucha atención, pero los procesos de síntesis de amoníaco y descomposición de amoníaco para producir hidrógeno también presentan riesgos de explosión de la mezcla de amoníaco e hidrógeno. Actualmente, la investigación sobre el mecanismo detallado de la combustión y explosión de la mezcla de amoníaco e hidrógeno no es suficiente, y los mecanismos detallados tradicionales son muy complejos y requieren demasiado tiempo computacional. Para estudiar las características de combustión y explosión de la mezcla de amoníaco e hidrógeno a alta presión, se utilizó un modelo homogéneo cero dimensional (es decir, un modelo simplificado que no considera la distribución espacial y cuyas propiedades físicas y químicas son uniformes), y se simplificó el mecanismo detallado actual de combustión y explosión de amoníaco e hidrógeno mediante el método del gráfico dirigido con propagación de error (DRGEP). Luego, mediante análisis de sensibilidad, se obtuvo un mecanismo simplificado de combustión y explosión de amoníaco e hidrógeno con menos reacciones elementales. El mecanismo simplificado se acopló con un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) para llevar a cabo simulaciones numéricas de la combustión de amoníaco e hidrógeno en tuberías. Los resultados muestran que el mecanismo simplificado presenta un buen desempeño en la validación de la velocidad de llama laminar y el tiempo de retardo de ignición. A presiones de explosión de 59,61 atm y 69,97 atm, el error relativo de la velocidad media de la onda de choque es inferior al 1,4 %, mostrando una alta precisión; además, el modelo CFD acoplado con el mecanismo simplificado ahorra recursos computacionales. Los resultados de la investigación ayudan a impulsar el desarrollo de técnicas de simulación CFD para la combustión de amoníaco e hidrógeno, y pueden proporcionar una guía teórica para el proceso de combustión y el control de explosiones del combustible sin carbono mezclado de amoníaco e hidrógeno.

combustión amoníaco-hidrógeno; cinética química; mecanismo de reacción; mecanismo simplificado; simulación numérica; explosión