空气污染组分H2O和CO2对乙烯燃烧性能的影响(II)——反应机理和动力学模拟.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)270ActaPs．一Chim．Sin．，2010，26(2)270-276February[Article]www．whxb．pku．edu．ca空气污染组分H20和CO2对乙烯燃烧性能的影O~(II)——反应机理和动力学模拟邵菊香，2谈宁馨刘伟雄。李象远，(四川大学化工学院，成都610065；宜宾学院计算物理重点实验室，四川宜宾644000；a中国空气动力研究与发展中心，四川绵阳621000)摘要：超燃冲压发动机在高空工作时，以高温高速纯净空气作氧化剂使燃料燃烧．但在地面实验中，高温空气往往通过燃烧加热方式获得，会使

2、空气中含有H20和CO2等污染组分．本文用活塞流反应器进行动力学模拟，研究在不同初温、压强和燃气比的条件下，HO和c02污染组分对乙烯燃烧的温度、压强和点火延迟时间等特性的影响．模拟结果表明：乙烯在含有HzO／CO污染物的空气中燃烧，相比纯净的空气而言，H0对乙烯的点火有一定的促进作用，而COz有一定的抑制作用；空气中含}{2O和CO污染物使乙烯燃烧的平衡温度和压强降低，在污染物浓度相同时，CO引起的下降幅度比H20的大．模拟结果能较好地解释现有的实验现象．关键词：动力学模拟；活塞流反应器；乙烯燃烧；污染组分中图分类号：0643．1InfluenceofH20andC

3、O2inAirontheCombustionofEthylene(II)·---------—ReactionMechanismandKineticsSimulationSHAOJu—Xiang。TANNing—XinLIUWei—Xiong。LIXiang—Yuan'QCollegeofChemicalEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，P．R．China；2KeyLaboratoryofComputationalPsics,YibinUniversity,Yibin644000,SichuanProvince．P

4、．R．China；。ChinaAerod)，namicsResearch＆DevelopmentCenter,Mianyang621000,SichuanProvince，P．R．China)Abstract：Cleanairathightemperatureandvelocityisusedastheoxidantduringfuelcombustioninahypersonicscramjet．Ingroundtests，however，thehigh—temperatureairproducedbycombustionheatingcontainsH20andC

5、O2ascontaminants．Inthisstudy，theinfluenceofH：20andCO2inairupontheequilibriumtemperatureandpressure，andtheignitiondelaytimeforethylenecombustionwereinvestigatedbyakineticssimulationmethodusingaplugflowreactor．Differentinitialtemperatures，pressures，andequivalenceratioswerestudied．Wefindth

6、atthepresenceofH20promotescombustionwhereasCO2inhibitscombustion．BothH20andCO2resultinadecreaseoftheequilibriumtemperatureandpressureduringethylenecombustion，andCO2hasacomparativelylargerinfluencethanH20．Thesimulatedresultwasusedtointerprettheexperimentalphenomena．KeyWords：Kineticssimul

7、ation；Plugflowreactor；Combustionofethylene；Contaminant超音速燃烧冲压发动机用空气作为燃烧氧化剂状态快速高效地掺混、点火并燃烧是十分困难的，因从而推动飞行器前进．在高超声速飞行时，空气在燃此其燃料燃烧的点火延迟时间、燃烧平衡温度和最烧室的停留时间通常只有几毫秒，要在这样短的时大压强等重要参数的研究是非常重要的．超音速燃问内空气要完成压缩、增压，并与燃料在超声速流动料发动机的推进实验在进行空中飞行实验以前，要Received：September7，2009；Revised：October28，2009