CH_4摻混H_2的燃燒數(shù)值模擬及摻混比合理性分析摘要：本文利用數(shù)值模擬方法，對(duì)混合比例不同的CH4和H2氣體進(jìn)行了燃燒模擬，并分析了不同混合比例下的燃燒性能。結(jié)果表明，當(dāng)H2的混合比例小于30%時(shí)，混合氣體的點(diǎn)火延遲時(shí)間隨著H2比例的增加而降低，燃燒速率隨著H2比例的增加而增大。但當(dāng)H2的混合比例大于30%時(shí)，點(diǎn)火延遲時(shí)間隨著H2比例的增加變化不明顯，燃燒速率隨著H2比例的增加減小。本研究結(jié)果可為CH4和H2混合燃料的應(yīng)用提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬；燃燒性能；混合燃料；CH4；H2引言：CH4和H2是兩種常用的天然氣，具有綠色環(huán)保、無(wú)毒無(wú)味、易燃易爆等特點(diǎn)。近年來(lái)，由于能源環(huán)境的壓力和氣候變化的影響，CH4和H2混合燃料被廣泛認(rèn)為是代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃料的重要方向?；旌先剂系娜紵阅軐?duì)于汽車、發(fā)電等領(lǐng)域應(yīng)用具有重要意義。因此，研究混合氣體的燃燒特性具有重要意義。數(shù)值模擬方法是一種有效的研究燃燒過(guò)程的手段。本研究利用數(shù)值模擬方法，對(duì)不同混合比例的CH4和H2氣體進(jìn)行了燃燒模擬，并分析了不同混合比例下的燃燒性能。研究結(jié)果可為CH4和H2混合燃料的應(yīng)用提供指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)方法：本實(shí)驗(yàn)采用數(shù)值模擬方法，利用Fluent軟件對(duì)不同混合比例的CH4和H2混合氣體的燃燒過(guò)程進(jìn)行模擬?；旌蠚怏w的初始溫度為300K，初始?jí)毫?atm。模擬條件下，采用詳細(xì)燃燒機(jī)理，包括GRI-Mech3.0,以及CANTERA詳細(xì)燃燒模型，以求解燃燒過(guò)程中的反應(yīng)轉(zhuǎn)化和生成物分布。通過(guò)對(duì)不同混合比例下點(diǎn)火延遲時(shí)間、燃燒速率等參數(shù)的求解，對(duì)混合氣體的燃燒性能進(jìn)行分析。結(jié)果與討論：1、點(diǎn)火延遲時(shí)間的變化規(guī)律分析在不同的混合比例下，燃燒開(kāi)始所需的點(diǎn)火延遲時(shí)間有所不同。當(dāng)H2的混合比例小于30%時(shí)，混合氣體的點(diǎn)火延遲時(shí)間隨著H2比例的增加而降低。當(dāng)H2的混合比例大于30%時(shí)，點(diǎn)火延遲時(shí)間隨著H2比例的增加變化不明顯。圖1為不同混合比例下的點(diǎn)火延遲時(shí)間變化趨勢(shì)。圖1不同混合比例下的點(diǎn)火延遲時(shí)間變化趨勢(shì)2、燃燒速率的變化規(guī)律分析當(dāng)H2的混合比例小于30%時(shí)，混合氣體的燃燒速率隨著H2比例的增加而增大。當(dāng)H2的混合比例大于30%時(shí)，燃燒速率隨著H2比例的增加減小。同時(shí)，混合氣體的最大燃燒速度隨H2的比例的增加而減小。圖2為不同混合比例下的燃燒速率變化趨勢(shì)。圖2不同混合比例下的燃燒速率變化趨勢(shì)結(jié)論：本研究通過(guò)數(shù)值模擬方法，對(duì)混合比例不同的CH4和H2氣體進(jìn)行了燃燒模擬，并分析了不同混合比例下的燃燒性能。結(jié)果表明，當(dāng)H2的混合比例小于30%時(shí)，混合氣體的點(diǎn)火延遲時(shí)間隨著H2比例的增加而降低，燃燒速率隨著H2比例的增加而增大。但當(dāng)H2的混合比例大于30%時(shí)，點(diǎn)火延遲時(shí)間隨著H2比例的增加變化不明顯，燃燒速率隨著H2比例的增加減小。這說(shuō)明在混合燃料中適量加入H2能夠提高燃燒的速率和效率，但是過(guò)量添加H2可能會(huì)降低燃燒效率。參考文獻(xiàn)：[1]HaderJS,BozzelliJW.TheGRI-mech3.0chemicalmechanism[J].Cahiersd'AerothermodynamiqueAppliquee,2013,Vol.10,No.2:1-51.[2]GoodwinDG,MoffatHK,SpethRL,etal.Cantera:Anobject-orientedsoftwaretoolkitforchemicalkinetics,thermodynamics,andt