混合燃料が豊富なメタン酸素燃料および酸素強化炎の層流燃焼速度の実験的および数値的研究

酸素燃料燃焼の文脈において、H2-COが豊富な合成ガスの製造のために、等価比(Φ)が2.5を超える高度に燃料リッチな炎に対する強い産業的関心があります。この特定の範囲における実験データの不足により、既存の化学反応メカニズムの検証は大きな課題となっています。したがって、本研究の目的は、熱フラックスバーナー法を用いて、高い等価比と前加熱温度などの様々な条件下での超リッチなCH4-O2炎の層流燃焼速度sLを決定することでした。層流燃焼速度は、2.3 < Φ < 3.6の範囲内の等価比と、300 Kから455 Kまでの前加熱温度の条件で決定されました。さらに、酸化剤における酸素含量の減少がsLに与える影響を、40 %から100 %のモル濃度範囲でのアルゴン添加によって調査しました。私たちの研究の結果、純酸素燃料CH4炎に対して5 cm/sから45 cm/sの層流燃焼速度が明らかになりました。前加熱はsLを増加させ、この効果はsL = sL,0(T/T0)αという冪関係で表され、α = 1.53です。さらに、アルゴンで酸化剤を希釈することは、純酸素燃料炎に比べてsLを約50 %も大幅に減少させることが示されています。選択された等価比範囲内での詳細な反応メカニズムは、通常、検証されていないことに注意が必要です。このような反応スキームの層流燃焼速度予測における性能を評価するために、文献から得た13の異なる反応メカニズムを評価しました。層流混合1D炎の計算から得られた層流燃焼速度を比較し、さらにこれを実験データと比較しました。選択されたメカニズムに対する層流燃焼速度の感度分析も実施しました。その中で、CalTech2.3メカニズムが高い等価比において最も一貫した正確な性能を示しました。