预混氨/二甲醚化学反应机理优化及动力学数值模拟分析

摘要

为了解决氨作为内燃机燃料所存在的点火困难和火焰传播速度慢问题，目前普遍采用高活性燃料作为助燃剂来提高氨（NH₃）燃料的点火和燃烧的稳定性．二甲醚（DME）具有燃烧性能好、能量密度高等优点，因此本研究选择二甲醚作为高活性燃料与氨混合，从而为零碳燃料的稳定燃烧提供理论基础．本文在氨和二甲醚单独燃烧化学反应动力学的基础上，构建了氨-二甲醚混合燃料燃烧化学反应动力学模型．基于CHEMKIN PRO平台，采用现有的氨和二甲醚机理作为基础骨架机理，引进C-N反应机理以及氨和二甲醚、氨基和二甲醚产生的自由基间的交叉反应，在此基础上通过Cantera结合遗传算法来调整部分较敏感反应所对应的指前因子，对机理进行改进和优化．最终所得机理包含177种组分和1 151个基元反应．该机理能够很好地拟合宽范围工况下实验的滞燃期结果，对未来氨/二甲醚应用在发动机的工作环境提供了基础机理．

关键词

氨-二甲醚 / 机理优化 / 敏感性分析 / 反应路径分析 / 滞燃期

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52371307); 中央高校基础科研资助项目(3072024CFJ0307,3072024XX0304)