氨与乙醇高温自着火特性试验与动力学分析

Experimental and kinetic study on ignition Characteristics of ammonia/ethanol under high temperature

来源:中文会议(科协)
中文摘要英文摘要

在当量比为 0.5、1.0 和 2.0、压力为 0.14 和 1.0 MPa、温度为 1250~1980 K条件下,利用激波管试验平台测量了氨/乙醇混合气的着火延迟期(IDT),其中乙醇占总燃料的摩尔分数分别为:0、5%、10%和 30%。提出了一个新的氨/乙醇模型(NH3-E),验证了该模型能够可靠预测试验结果,并利用该模型进行了化学反应动力学分析。研究发现,乙醇对氨的着火延迟期起到显著的非线性促进作用,掺混比为 5%(摩尔分数)的乙醇可以使氨/乙醇混合气的着火延迟期缩短65%以上;乙醇早期的消耗迅速产生大量活性自由基是促进氨燃烧的关键因素;随着乙醇的掺混比增加,乙醇被脱氢反应消耗的贡献率增大;添加更大比例(30%)的乙醇,CH3 在自由基池中浓度增加与NH2 发生反应将产生剧毒物种氰化物。

The ignition delay time of ammonia/ethanol mixtures was studied by using shock tube at equivalent ratios of 0.5,1.0 and 2.0,temperatures of 1250~1980 K,and pressures of 0.14 and 1.0 MPa,the molar fraction of ethanol in the total fuel is 0,5%,10%and 30%,respectively.A new ammonia/ethanol model(NH3-E)was proposed,which was proved to be able to predict the experimental results reliably,and the chemical reaction kinetics were performed based on it.The results showed that ethanol has a significant nonlinear promoting effect on the ignition delay time of ammonia.The ignition delay time of ammonia/ethanol mixture can be shortened by more than 65%when the mixture ratio is 5%(molar fraction)of ethanol.The early consumption of ethanol rapidly produces a large number of active free radicals,which is the key factor to promote ammonia combustion.With the increase in the ethanol blending ratio,ethanol consumption becomes more important through H-abstraction.With the addition of a larger percentage(30%)of ethanol,the concentration of CH3 increases in the free radical pool and reacts with NH2 to produce highly toxic species of cyanide.

李新;褚祥林;陈皓;马志豪;王鑫;金亦凡;习志等;胡世纪;

河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003##宜宾职业技术学院 汽车与轨道交通学院,宜宾 644000;河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003;河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003;河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003;河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003;河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003;河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003;河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003;

2023内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会

TK401

乙醇 激波管 着火延迟 化学反应动力学

ammonia ethanol shock tube ignition delay chemical kinetics

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