NH3/H2 混合物燃烧的详细动力学模型
化学物理
2025-10-14 v1
摘要
氨是一种前景广阔的零碳燃料，适用于工业和运输应用，但其燃烧受限于火焰不稳定、不完全氧化以及氮氧化物的形成。准确且详细的动力学模型对于设计最优燃烧器和发动机至关重要。尽管近年来已有大量模型发布，但模型预测与实验数据之间仍存在较大差异，尤其是针对 NOx 物种。本文综述了文献，获取了氨燃烧中大多数反应最新可靠的热力学和动力学参数，对于尚无这些参数的反应，我们进行了高精度计算以确定它们。本旨在最小化模型开发中使用的估计参数数量。随后采用反应机制生成器 (RMG) 生成了新的详细动力学机制。为确保物理一致性，对所有假设的“边缘”物种进行了几何优化，排除任何不收敛或非物理结构。该机制通过实验层流燃烧速度、点火延迟时间、流化器物种轮廓以及喷嘴搅拌器数据进行测试，并与五个最新代表性机制进行比较。应用于本机制中多个关键反应的最新加气体混合规则，我们发现这会导致与实验数据更好的一致性。虽然该机制无法再现所有实验结果，但它在无参数调校的情况下表现出改进的鲁棒性，从而降低了过度拟合的风险，并在实际应用相关条件下增强了预测可靠性。
引用
@article{arxiv.2510.09860,
title = {Detailed Kinetic Model for Combustion of NH3/H2 Blends},
author = {Yu-Chi Kao and Anna C. Doner and Timo T. Pekkanen and Chuangchuang Cao and Sunkyu Shin and Alon Grinberg Dana and Yi-Pei Li and William H. Green},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.09860},
year = {2025}
}