10月6日消息,Jinseong Kim、Hyunchang Lee、Keeman Lee、Assaad R. Masri等韩国与澳大利亚研究者10月6日在arXiv提交论文(编号2610.07605),研究了氨部分裂解模拟燃料在对向流预混火焰中的贫燃熄火特性,为氨作为低碳燃料的直接燃烧应用提供了基础燃烧学数据。
研究对比了甲烷(CH4)与16%裂解氨模拟燃料CR16的贫燃熄火行为:实验配合使用OPPDIF的一维模拟完成,燃烧机理分别采用GRI-Mech 3.0(CH4)与UCSD机理(CR16)。结果显示,在贫燃条件下,CR16表现出比甲烷更高的熄火拉伸率与更强的抗应变吹熄韧性(RSIB)。在当量比Φ=0.66时,尽管两种火焰的熄火拉伸率相同,CR16因其更长的火焰时间而具有更高的RSIB——在其熄火点附近,CR16能通过火焰间区域向驻平面持续维持氢气消耗、自由基反应与放热;氢氧化与含氮路径(包括NH2+NO与HNO反应)的耦合支撑了这一行为。
氨燃料是航运与发电脱碳的核心候选路线之一,但其层流火焰速度低、点火困难,通常需要部分裂解产氢助燃——裂解度越高燃烧性能越好,但裂解本身耗能且降低总效率,因此低裂解比氨燃料的经济性优势备受产业关注。该研究阐明了16%低裂解比氨燃料具备优异抗熄火性能的化学本质,为氨燃料燃烧器与发动机的贫燃稳定设计提供了直接的机理依据:在追求NOx低排放的贫燃预混燃烧模式下,CR16类燃料的宽稳定域意味着更宽的负荷调节范围与更低的熄火风险。
(来源:arXiv)