碳氫燃料燃燒復雜化學反應過程分析

))))()()責號男男 所在和原項目成員的組成、特長、分工及成員間相互協(xié)調配合的情況，導師指導情況(400本項目是在陳正老師的指導下的個人獨立完成的項目，工作量見部分。在研加有針對性和目的性。同時，燃燒的師兄師姐也對工作開展和進行給予了價值等，600字以內)模型。隨后，結合甲烷在實際應用中摻混氫氣的事實，利用對燃燒化學反應起始溫度(轉換溫度)的擬合公式建立了甲烷/氫氣混合的層流火焰速度模型。與的火焰速度，尤其是在內燃機燃燒室中的高溫高壓工況。對于內燃機的燃燒室的湍流模擬，火焰速度需要作為初始參數(shù)值，利用本文公式將大大縮短計算火焰第二部分的工作對雙組份的球形火焰過程進行了研究。通過采用大活化方式。感謝陳正老師對諄諄教誨，感謝的師兄師姐們對幫助和支持， 工學院2012用這一表達式在滿足物理含義的基礎上建立了甲烷/氫氣混合的層流火焰速度模型。經驗證，該模型值與數(shù)值模擬的結果吻合較好。前常常造成大量的污染物排放且效率一般；另一方面，傳統(tǒng)化石的資源有限而人類對能源能量的需求卻日益增加。兩方面的因素促使人們在傳統(tǒng)化石之外尋找新安全的性質[6,7]。因而，這種甲烷和氫氣的混合氣體成為一種理想的，并得到了本文的研究目標為綜合利用多種化學反應機理簡化的方法對原有復雜機理進行甲烷簡化反應機敏感性分析研究系統(tǒng)對小擾動的響應。該方法借助Jacobian矩陣，在積分S=ci/cik

ln

kj/k

cik

S表示敏感性系數(shù)kj表示j個基元反應的速ci表示第i種組18個反應的初步機理(表1)。(只考慮高溫、貧燃的工況，因而只含單個碳的中間產物)。118 CO26）H系統(tǒng) H+O2+MHO2+MH+OH+MH2O+MH+HO2OH+OHH+HO2H2+O2OH+HO2CH4+HCH3CH4+OHCH3CH3+OCH2O+HCH2O+OH4）CO生CHO+HCHO+MCHO+O25）CO2生根據(jù)物種和能量守恒關系列出控制方程LYs

ddYiWr

uLdxLTs

ikrLeidxcpdx krddT1Q uL

dxcpdx

lcplrLYiikrk

LYCHw1 LYCO2 LYCHw1 LYCO2 LYCHw1w2 LYCHOw3w4 LYCHOw4w5w6w7 LYHw1w4w6w11 LYHw1w3w4w6w7w9w10w11w12w14w15w16 算，舍去反應速率較大的反應，如R3，R4，R7，R11，R12，R17。對原方程組進行322222R5，R13，R18可以被消去。于是上面的方程組(3)簡化為LYCH4LYCO2LYOLYCOwI2 LYH2wI2wIII LYH24wIwIIwIII 中的某些中間產物極活潑，它們參與許多反應，但是濃度低 又短，為簡化計4爾百分數(shù)(2)1%的物種進行穩(wěn)態(tài)近似(這種情HO即穩(wěn)態(tài)近似的物種有：OH,O,CH2O,CHO,HO2,CH3六種組分采用穩(wěn)態(tài)近似，令(3)中個各物種對應表達式左端的算子值為0，即可得到六個約束方程，再與方程組(4)聯(lián)立，并定義經過上述步驟初步簡化后的反應速率為wi:wIIw9wIIIw6w8w14

wIVw10 CH42H COCO CO2HH H2O2 2H同時可以寫出速率表達式w1k1CH4w2k2CH4w6k6w8k8CHOO2w9k9fCOOHk9bCO2w10k10fO2Hk10bw14k14HMO2w15k15w16k16HHO2HO2/CHO/OH/O進行進一步簡化。對HO2CHO兩種穩(wěn)態(tài)近似物，利用其生成與消耗速率的等式關系可以寫出其表達式；而對于OH和O兩種穩(wěn)態(tài)近似物，上述方法涉及反應較多，增加了各穩(wěn)態(tài)近似成分的相互耦合，導致數(shù)學上求解的。其解決方法是引入局部平衡假設，及找出高k8CH4O2k14HO2k16k17HO2Hk18HO2k6CH4Hk7CHOMk8CH4O2k1CH4Hk2CH4

OH

H2

2 2

H2H

H

2K 11 w1k1CH4

w2

CH4kk12H2H2K

w6

k6Hk7Mk8O2

k6CH4 w8

k12H2H2k12H2H2K

k8CH4HO2 k9 CO2K12Kw9 H K

H2H w

HO2H3K

K2

101112w14k14HO2 w

H2OH2 K HK

k16 HH k16k17k18

H2

表 決速步反 反應速I:CHI:CH4 A1:CH4HCH3IV:O2CO A9:COCO2H2A14:HO2MHO2A10:HOHwIw1wIIw9wIIIwIVk9

wIk1CH4H k9

kK99b HwkK99b H 2

CO2H2,KIIk 9bwIIIk14HO2 H 2 KK OH HHO, 10 1112 K 10fH K 漸近理論分

111210

wIwIII

H32

112 HKIV H O12 HKIV H O

10

10 I':CH+O=CO+H II':CO+H2O=CO2+HIII':O2H2

II知(K為反應的平衡常數(shù)K假設COH2，則由(12)

CO2H2T T CO2 H2OK'T4LYCH 42LYOwI 22LYHLYCO2(wIwII 22LYHOLYCO 2LYCO2LYCO XYiWCH4；xXi；T1TTu；x1 xcp T uL0CH4uw1

WCH

；Q1 QlYCH c cTTp 2121

H2Hd21dx1d21dx1d2

I w1I ww

1

d2 211 wwIII 11dx 12 d H2O 1w1 1 1 d2 1

dx

1wI1

同時通過簡單的代數(shù)運算得到表達式d21 O22 dx2

xH2

2d2 2

2424 12424

qH21qCOxHxCHT 其中 1 ； 1 Q I'':CH+O 2H+αCO+

1H2O+ 1CO

2

III'':O

H2+α1CO 2HO+2α1

1火焰結構示意圖 1w1Da 1CH4 ICH4 2 K XDa

1

2s2 CH4u p 4k10fXOk1LeCH

y

,

d22

2Day1y1 一是在貧和反應I不可逆的前提下，反應區(qū)的下游段被完全消耗，即,y :xCH1expLeCHx1LeCH，從而解得 44

x1,x1 事實上，存在一基消耗區(qū)，將反應預熱區(qū)與反應區(qū)相連，其位置y1,1，此區(qū)域 y1,

1, 2Da

x1=0的鄰域內進行分析求解。定義新的變量并結合上面關于各組分含量

H11HT1 O

3 M1.62 KLe3Le312kM

2s2 qu p0 引入變量2qx1,并由(17.2)w10 d2 4Da d

1

,z 1 40 40 1 20 20

20可以忽略，結合前面的定

0,

甲烷火焰速度求

21214214z0214,

k2k10

T0 1.5p

k1T0k14T0/RT0 從中獲得 后代入化簡出的關于火 速度的12式就2以估算出4應數(shù)值8k Le5 T2TT0s2 10 CH

5

15 q4

13 T0TT p0 模型檢驗和甲烷火焰速度TTT0 CH sY A CH

TbT

pPT0

u

其中AT0PT0均為未知函數(shù)，但考慮到公式與反應速率有關，結合化學動力學AT0FexpG/T0 PT0BexpE/T0表

BEFGmn-圖2甲烷燃燒火焰速度與當量比的關系[1]甲烷氫氣混合氣體的火焰速度模以往的用于混合氣體層流火焰速度模型為[4,5]：保持T0不變，對式(35)進得到T0w關于壓力p，氫氣摩爾百分含量w和當量比的表達式T0wT0

w0.0510.0015lnp00480035 1

首先對式(39)進行驗證根據(jù)純甲烷的計算結果 的實際變化趨勢是隨壓強和壓強p的變化示意圖。從圖中看出(39)式基本描繪出了這一趨勢。 60%以上時，主導機理發(fā)生了改變，僅調整T0不能4298K下對模型計算的檢驗結果。該模型在這些工況的擬合程度較好。同時，為了考慮實際應用中高溫、高壓對這一混合燃燒特性的影響，計算了600K,p10,20atm工況下，模型的層流火焰速度。如圖6，描述了當量比為1時不同初始溫度下壓強分別為10和20atm的擬合情450K左右及以下模擬的比大。600K時的誤差雖然可以接受，但可以預見的是，對于更高溫度的燃燒過程。模型需要的修正。圖7反應的是當量比不同時高溫高壓的燃燒情況，從圖中來看，溫度298K~600K，當量比0.8~1.2，壓強0.8~20atm的區(qū)間內。 Tu=298K;=SuSu0 Tu=298K;p=量比為1，初始溫度298K；虛線和三Tu=298K;p=SuSu 5不同當量比時層流火焰速度與氫氣體積百分含量的關系(0.8，1.0，1.2；初始溫度298K，氣壓為2atm；虛線和三角形是PREMIX的結果，實線和圓形是模型的結果)

(b)=1.0;p=(b)=1.0;p=SuSSuSu0

TuTu=600K;=Su0 Subypresentmodel氫氣體積百分含量60%Subypresentmodel0 SubyPREMIX總結及展烷火焰速度數(shù)學模型的構建將四步反應簡化到兩步，并通過簡單的代數(shù)運算計算出甲烷火焰速度的數(shù)學表達式。這一表達式的優(yōu)點在于給出了火焰速度的顯加精確的結果還需要一定的改進(比如(35)中計算T0沒有考慮當量比等的影響)。不過反應區(qū)的特征溫度T 0 做了修正，從而得到了甲烷/氫氣混合氣體的層流火焰速度模型。這模準進了，驗T0合多種工況下PREMIX的計算結果進行比較分析，發(fā)現(xiàn)在初始溫度298-600K，當量比0.8-1.2強10-20atm大大降數(shù)模擬程的算量時成本但在度高或量很的情下，模型需修。參考文Peters,N.,andF.A.Williams."TheasymptoticstructureofstoichiometricMethane-Airflames."CombustionandFlame68.2(1987):185-207.Peters,N."Numericalandasymptoticysisofsystematicallyreducedreactionschemesforhydrocarbonflames."Numericalsimulationofcombustionphenomena.SpringerBerlinHeidelberg,1985.90-109.G?ttgens,J.,F.Mauss,andN.Peters."yticapproximationsofburningvelocitiesandflamethicknessesofleanhydrogen,methane,ethylene,ethane,acetylene,andpropaneflames."Symposium(International)onCombustion.Vol.24.No.1.Elsevier,1992.Zhang,Y.,etal."AmixingmodelforlaminarflamespeedcalculationofleanH2/CO/airmixturesbasedonasymptoticyses."Fuel134(2014):400-405.Chen,Zheng,etal."Amodelforthelaminarflamespeedofbinaryfuelblendsanditsapplicationtomethane/hydrogenmixtures."InternationalJournalofHydrogenEnergy37(2012):10390–10396.Karim,G.A.,I.Wierzba,andY.Al-Alousi."Methane-hydrogenmixturesasfuels."InternationalJournalofHydrogenEnergy21.7(1996):625-631.Akansu,S.Orhan,etal."Internalcombustionenginesfueledbynaturalgas—hydrogenmixtures."InternationalJournalofHydrogenEnergy29.14(2004):1527-1539.Seshadri,K.,andJ.G?ttgens."Structureoftheoxidationlayerforstoichiometricandleanmethane-airflames."ReducedKineticMechanismsandAsymptoticApproximationsforMethane-AirFlames.SpringerBerlinHeidelberg,1991.111-136. 者所知，有關混合的理論研究已經取得了一定的進展[1]。份的燃燒過程建立球形火焰模型對于基礎研究和實際應用都有重要意義。本文的研究目標是結合雙組分混合平面火焰的燃燒特性研究方法[3]和球形火焰過程的研究方法，建立雙組份混合的球形火焰模型并利用大活化能漸近理論推導出球形火焰過程中混合各種參數(shù)對于燃燒過程的影響,從而對燃組分反應的競爭關系，并從穩(wěn)態(tài)求解和非穩(wěn)態(tài)求解兩方面分析兩種的著火熄火行行AP;B

wYB A

A wYBexpEB RB R 其中wi,Yi,Bi,Ei,R0,,T分別為對應某 CpT

r2Tqwq t r

B

2YAtA r2Ar

r

t r

即rRt/

UdT

dR2dTqwq R2d d A B D/ A

R2dYA

A R2d dA D/d dY B

Ud

其中UdRt/dt為火焰

在大活化能假設下，按照(圖)的結構，將火焰結構分為預熱區(qū)(0)，反應區(qū)0附近)和平衡R0)。大活化能的假設下，化學反應只有在足夠高的溫R,dT0,dYA0,dYB ,TTu,YAYA,u,YB UdT

dR2dT R2d d A R2 R2d d B dYD/dR2dYB B R2d d TTTTYYT

YY YYY TTY Y dT/ddY/d

T()TCs2eUs/ds s2eUs/

1 2Y() s2eUs/DAds s2eUs/DA 3 4Y() s2eUs/DBds s2eUs/DB 5 6 到如下的方程，其中Tb是混合燃燒后的溫度。T()T，Y()0，Y() 假設化學反應區(qū)的漸近解為

X/ Tin(X)01(X)YA,in(X)01(X)YB,in(X)01(X

limTin(X)limT(X)0Tb1 X Xlim (X)limY(X) X X limX

(X)X

Y(X)01 BBX

dTin/dXX

dT/dXd1()/dX lim /dXlimdY/dXd()/dX X X X

/dXX

dY/dXd1()/dX BBT(X)T

s2eUs/ds(XCR2eUR/ s2eUs/ Y(X)

1 2 s2eUs/DAds(XCR2eUR/DA

s2eUs/DA Y(X)

3Rs2eUs/DBds(

s2eUs/DB 3

C1

Tu)

3s2eUs/R

4

RC3YA,u/s2eUs/DAR

C5

/s2eUs/DBR

1()1()

1 d (TT)R2eUR R

s2eUs/

d R2eUR/ s2eUs/DARd R2eUR/

s2eUs/DBRd 1AqABqBddXd

2(D) 1AddXd 1BdX聯(lián)立消去化學反應項i得到方程d d d

1(D)A 1(D)B 1 dX dX dX 利用(12)進行積分1D1qAD1qB， 1qA1qB1 1Cp Cp1YA,u/(D) YB,u

11CP ,1CP 1

(TT R2eUR/ R2eUR/ s2eUs/

s2eUs/DA

s2eUs/DB

1

UR1Le

s2eUs/

1

UR1Le

2Usss LeA

2Us/

LeBe

2Us/q Rs RsqT01Tb

22q

E

22q

E

0 A

0 B 1)2] A

AeRTeR0T2 B

BeRTeR0T q q

b

q q

b A B A B Aexp(A) A Bexp(B) B 2R0T22Eq2R0T22EqE2 T2DR0TqYq2A A BE T2BR0TqYq A BR2eUR

R

2eUs/2LeB2LeBAexp Zad,ad,ASLSL,

定義無量綱數(shù)R U TT 0 Tb f L ad, u E T q Aad, AA,u ad,

R0T

ad, ad, qqB;BBB;DDB;EEB;Y

AD1 代入化簡后得到(之后的表達式中省去上標的記號，即aa

1

1111eb1Tb,AT1Zad Tb,AEe1b,As2eUs R

b,A2Rs 1 2Rs 1 1 Re A Y Re A ATb,ALe1 2ULe 1Y2 AA

s

s ds將(30)式代入(29)式中可得到火焰速度 關于一系列燃燒的物理性質(Le,q,E)的表達式，隨后同樣可解出火焰溫度T與燃燒物性參數(shù)的關系圖像1R2eULeA s 2ULeAs 2RR模型應該可1R2eULeA s 2ULeAs 2RRTb,A

1T2

b,

2

b,A

b,ad1

ZRseZ

b,A 21 1T 21 b, b,A與參考文獻[2]中得到的單組份球形火焰模型的結果一致，如圖2所示。在火焰半的參考值是平面火焰的結果，因而各條曲線都趨向無量綱數(shù)為1對應的位置。同時，1LewisLewis3U2U102

10-

R

LewisLewisT10

10-

RqBEY1LeA并令Le變化LeA0.5,1,2，對模型中的方程組進行求Le=出Le影響不顯著。6U4U2010- 10- R圖3路易斯數(shù)對層流火焰速度的影響實線，帶點虛線和虛線分別為????0.5,1,2210.510- R圖4 ??????=0.5，路易斯數(shù)對絕熱燃燒溫度的影響；三條曲線從上到下依次為????=0.5,1,2。q按照類似的方法，在LeA0.5,1,2的情形下假設EBLeY1， 圖6所示為LeA0.5時不同放熱比情況下絕熱燃燒溫度的變化情形。很容易 UU5010- 10- R圖5放熱量對層流火焰速度的影響=210.510- R圖6??????=0.5，放熱量對絕熱燃燒溫度的影響；三條曲線從上到下依次為??=0.5,1,2。E7qE0.5(16～17比q為2(放熱量變兩)時焰速度增效果顯。是因隨8活UU5010- 10- R圖7活化能對層流火焰速度的影響=2110- 10- R圖8??????=0.5，活化能對絕熱燃燒溫度的影響；三條曲線從上到下依次為??=0.5,1,2。總的說來，雙組份所形成的球形火焰的特性與兩種組分的性質密切相最小點火能在研究中默認了火焰已經被點燃并向外，因而曲線只顯示了火焰穩(wěn)定后的的情形，也即點火問題。眾所周知只有外加一定大小的初始能量，才能夠點學模型對于火焰點燃的過程進行求解是有意義的[4,5]。標題中最小點火能Q 含義就是使得火焰能夠點燃并向外的最小初始能量值的無量綱結果， p0CS pQQ40(TT 在本課題的研究中，為敘述方便，在后續(xù)的文章中將用不帶記號的Q代表Q。由R,R2dTQ,dYA0,dYB ,TTu,YAYA,u,YB 1111e1TE1eZ1b,TR2eURQR2eUR1T2b,s2eUsRT

1

b,A RDR2eULe R

QR2eURLe1Y2ULe

qYD1Y2

RRs A RR

s

s ds不妨按照檢驗模型時4中采取的方法對于上面的模型進行檢驗，當qBDEY1時容易得到與文獻[4]中相同的結果。由于本模型中引入了無量綱U10-U10-10-10-10- 10- RU10-U10-10- R9外加點火能量Q后層流火焰速度與距離點火核長度的關系圖；上圖為路易斯數(shù)為12對方程(35-36)進行求解得到圖9，圖9中實線即是給予足夠大的初始能量后火Q值稱為最小點火能。從圖像的大小只影響點燃過程，對于穩(wěn)定后的火焰并不產生影響(曲線在火焰穩(wěn)定后全部相交在一起)。在本文所模型中，可以分別研究不同活化能，不同放熱量和不同路易斯數(shù)對最小點火能的影響。分別固定LeA1,2,每次控制一個變量進行數(shù)值如圖10，隨活化能增加，E很小和E較大時最小點火能的大小變化緩慢甚至在某之前的定義，E為活化能的比值。假設組分A活化能不變，E很小時，說明B的活化能非常小，因而很容易點燃B。在E=1附近兩種組分的活化能大小相當，兩者均不易點燃。這時活化能的增加將極大程度地影響點火的過程。E很大時，A活化能不變，B活化能比較大。此時A相對容易點燃，點火主要作用在A上，B活化能的改變對點火

10 E

0 1 E圖 最小點火能的影響變得小了很多可以的是在那之后即便q繼續(xù)增加，Qc也不再 420 q

0 1 q11最小點火能與放熱量之間的關系0.5~212312345 4 0

210 圖 本文首先基于大活化能假設下的漸近理論對雙組份燃燒的球形火焰過程進行了理論建模分析，推導出了雙組份的球形火焰過程的層流火焰速度能對于火焰的影響，建立模型研究了最小點火能的變化趨勢。陳正.雙組分的層流火焰速度模型[J].工程熱物理學報,2012,33(004):711-WuYC,ChenZ.Asymptoticysisofoutwardlypropagatingsphericalflames[J].ActaMechanicaSinica,2012,28(2):359-366.高翔.混合的層流火焰速度.本科生ChenZ,BurkeMP,JuY.Onthecriticalflameradiusandminimumignitionenergyforsphericalflameinitiation[J].ProceedingsoftheCombustionInstitute,2011,33(1):1219-1226.H.Zhang,Z.Chen*,“Sphericalflameinitiationandpropagationwiththermallysensitiveintermediatekinetics,”CombustionandFlame,158(2011)1520-1531.的師兄師姐對指導與幫助。感謝國家創(chuàng)新訓練計劃的支持。感謝科研訓張越，男，1993年12月26日出生于省洛陽市，2012年獲得高中學生應用力學專業(yè)學校期間學習認真努力，曾獲得國家獎學金，金龍魚獎學金，三好學生等榮譽；同時，積極參加各項創(chuàng)新賽事，先后獲得大學生數(shù)學競賽一等獎，大學生數(shù)學建模競賽市一等獎，“江澤涵杯”數(shù)學建模競陳正，男，工學院研究員，博士生導師，從事燃燒與能源方向的研究，具體的研究領域有：替代的燃燒特性、多尺度燃燒過程的自適應數(shù)值模擬、等離子體助燃機理、極溫高壓、超音速、微重力、近燃燒極限等)燃燒過程等、化 學術會 ：154247甲烷/氫氣混合的層流火焰速度模張越*，李子森，陳工學院力學與工程科學系湍流與復雜系統(tǒng)國家100871* :原有純甲烷燃燒模型中的轉換溫度(Cross-overtemperature)進行修正，得到了描述甲烷/氫氣混合 百分含量小于60%時，該模型值與數(shù)值計算結果在較大工況范圍內吻合較好。與此同時，諸多學者也針對混合的火焰速度模型進行了研究[5-9]，Law和他的合作者提出了H2/碳氫的線性混合模型[5]；DiSarli等針對H2/CH4提出了L-C模型[6]，Hirasawa基于火焰溫度提出了混合火焰速度模型[7]；Chen等提出了針對雙組份的平方率模型[8]；Zhang等提出了關于合成氣的火焰速度模型[9]。然而，這些模型有其各自的使用范圍及限制。例文獻[8]需要確定參數(shù),文獻[6]中的模型適用的工況范圍不夠廣泛。因此，適合于較大工況范對甲烷/氫氣混合在不同工況下的層流火焰速度公式。隨后將該模型結果與PREMIX[14]的計算結果進行比較。在下文中，我們首先闡述了模型的構建過程，隨后結合PREMIX結果進行了驗證分析，最后對本工作進行了總結和展望。.,1CH4四步反應機理及相關參數(shù)反應速 A1:CH4+H A9: A14:H+O2+M A10: wIk1CH4 k9fH k9 2 9 9b 9b wIIKHCOH2Ok kKCO2H2,KII 2 9 9b 9b w

2OH3

HHO,

K 10

3

IV10f11K11K12k10f K11K12k10f 2 CH+O=2H+αCO+2αHO+1-α 2 1+α O+2H+αCO=2HO+2α2 1+α CH4火焰速度模型公式k2k10

T0 1.5pk1T0k14T0/RT0 1k KLe5 T22TT0 810 CH 0 IV5H3

Su15kq4

1

HOp0 TTT0SS CH

upPT0 A(T0P(T0)T0是轉換溫度(Cross-overTemperature)。這一溫度的物關，結合Arrhenius公式，可認為A(T0)和P(T0)具有如下形式[16]AT0FexpG/T0PT0BexpE/T0

在上述關于純甲烷的研究中，轉換溫度(Cross-overtemperature)T0被認為只是壓力的函數(shù)，見式(5)。不同于Peters對于混合層流火焰速度的建模方法[16]，本文對T0的數(shù)值在不同(3)和(4)進行擬合得到T0關于壓力p、氫氣占甲烷/氫氣混合的體積百分含量w和當量比的 T00 w0.0510.0015lnp00480wT

1 基于以上分析，將式(4)和(8)聯(lián)立，我們得到針對純甲烷及甲烷/氫氣混合在不同工況下擬中，采用GRIMech3.0Soret擴散效應。計算域多的網(wǎng)格。計算中的網(wǎng)格數(shù)都大于700從而保證火焰結構的計算的較高精度和無網(wǎng)格依賴性。T01所示是利用(8)式計算出的純甲烷所對應的T0隨當量的結果定性一致。這說明我們對T0的模型構建符合其物理規(guī)律。

隨后我們驗證了模型對甲烷/氫氣混合層流火焰速度的結果。圖2所示是不同壓強于CH4的反應模型進行修正，因而僅調整T0不能得到滿意的結果，會出現(xiàn)較大的偏離。此外，為了考慮實際應用中高溫、高壓對這一混合燃燒特性的影響，計算了Tu=600K,p=10,20atm工況下，模型的層流火焰速度，其結果如圖4所示。有結果可知，模型在450K左右及以下模擬的比較準確，而隨著溫度的升高化學反應的過程變得更加劇烈和復雜，因SSu0 w始溫度298K；虛線和三角形是PREMIX的結果，實線和圓形是模型的結果)TuTu=298K;p=SuSu15 w氣壓為2atm；虛線和三角形是PREMIX的結果，實線和圓形是模型的結果)

=1.0,p= 600KSuSu 298K0 w =1.0,p=Su Su0 w圖TuTu=600K;=SuSu 百分含量60%；虛線和三角形是PREMIX結果，實線和圓形是模型預DashedDashed:10%SuSubymodel0 SubyPREMIX圖6模型的層流火焰速度與PREMIX計算得到的層流火焰速度間的關AkansuSO,DulgerZ,KahramanN,Veziro?luTN.Internalcombustionenginesfueledbynaturalgas—hydrogenmixtures.IntJHydrogenEnerg,2004;29(14):1527-39.KarimGA,WierzbaI,Al-AlousiY.Methane-hydrogenmixturesasfuels.IntJHydrogenEnerg,LawCK,SungCJ,WangH,LuTF.Developmentofcomprehensivedetailedandreducedreactionmechanismsforcombustionmodeling.AiaaJ,2003;41(9):1629-46.G?ttgensJ,MaussF,PetersN.yticapproximationsofburningvelocitiesandflamethicknessesofleanhydrogen,methane,ethylene,ethane,acetylene,andpropaneflames.Symp(Int)onCombust,1992;24(1):129-YuG,LawCK,WuCK.Laminarflamespeedsofhydrocarbon+airmixtureswithhydrogenaddition.CombustFlame,1986;63(3):339-47.DisarliV,BenedettoA.Laminarburn