多变量宽工况CH₄/H₂非预混燃烧污染物数值模拟

摘要

本文以热伴流射流燃烧器（JHC, jet-in-hot-coflow）为研究对象，开展多变量宽工况下甲烷掺氢非预混燃烧污染物数值模拟，定量分析了中心燃料射流掺氢量、中心燃料射流速度、热伴流含氧量、热伴流温度等对燃烧温度、反应速率及主要污染物生成量的影响。结果表明：随着掺氢量增加，进口处反应更加剧烈且温度峰值更高，燃烧速率增快，高温区域更宽，一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO₂）质量分数减小，氮氧化合物（NO_x）质量分数增加；随着热伴流氧气质量分数增加，CO质量分数先增加后减小，NO_x质量分数峰值增幅可达250%；随着热伴流温度增加，CO质量分数增加，CO₂质量分数减小，NO_x质量分数峰值平均增幅可达230%。本文可为工程应用中掺氢燃料污染物排放预测提供基础理论支撑。

关键词

甲烷掺氢 / 非预混燃烧 / 燃烧特性 / 污染物