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中国土木工程学会燃气分会会刊

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天然气加压富氧着火特性及反应机理研究

论文作者程佳1、2,刘洋1、2,伍自婷1、2,杨金玲3,邹春3杂志期数2023年10月刊
关键词天然气;加压富氧燃烧;着火延迟时间;反应动力学;CO2影响
作者单位(1.广东佛燃科技有限公司,广东佛山528000;2.佛燃能源集团股份有限公司,广东佛山528000;3.华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉430074)
在实验压力为0.2、1 MPa,当量比为0.5、1.0、2.0,实验温度范围1 280~1 645 K条件下,利用激波管测量了CH4、C2H6和C3H8所组成的混合物在CO2稀释下的着火延迟时间,改进的机理模型OXY-NG可以较好预测天然气混合物着火延迟时间与层流火焰速度。通过引入人工物质定量分析了CO2的物理性质、化学性质对天然气混合物着火延迟时间的影响。与N2相比,CO2的物理性质和化学性质均抑制天然气混合物的着火,且化学性质影响强于物理性质影响。当量比0.5、实验温度1 450 K时,随着实验压力上升,以三体反应⑧和②为主导的伴随效应的影响增强,而CO2直接参与的反应(如基元反应⑨)的影响减弱。当量比0.5、实验压力0.2 MPa时,随着实验温度降低,伴随效应的影响略有增强,而CO2直接参与反应的影响减弱更为明显。实验压力0.2 MPa、实验温度1 450 K时,伴随效应的影响几乎不随当量比变化,而CO2直接参与反应的影响随当量比增大而明显减弱,这是因为OH自由基浓度的降低使得基元反应⑨的抑制作用减弱。
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