甲烷掺混氢气燃烧特性仿真

王家伟; 袁梦; 周功喜; 虞育松; 李飞; 姚宝峰

doi:10.19471/j.cnki.1673-6397.2026.04.006

内燃机与动力装置 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (4) : 45 -53. DOI: 10.19471/j.cnki.1673-6397.2026.04.006

甲烷掺混氢气燃烧特性仿真

王家伟, 袁梦, 周功喜, 虞育松, 李飞, 姚宝峰

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摘要

为研究甲烷掺混氢气的燃烧特性，以NUIG-Mech1.1反应机理为基础，将该机理简化，得到一个包含64种组分和533个基元反应的甲烷燃烧反应简化机理并对其进行验证。采用Chemkin软件进行甲烷掺混氢气燃烧过程仿真计算，分析不同当量比、初始温度、初始压力等条件下，掺氢对层流火焰传播速度、自由基浓度、燃烧污染物生成的影响；同时引入虚拟气体H₂（S）,研究其物理效应对燃烧产生的影响。仿真结果表明：氢气含量越高，对层流火焰传播速度的促进作用越明显，且初始温度越高对层流火焰传播速度的促进效果越明显；初始压力越高，对层流火焰传播速度的抑制越明显；氢气含量增加，H、O、OH等活泼自由基浓度升高，促进燃烧反应的活性；掺氢可以使CO浓度下降，但在特定条件下对NO_x浓度变化影响不大。