氨滑动弧等离子体激励的数值建模

在双碳背景下,氨的使用及其燃烧难题的解决受到国内外学者的重视。针对改善氨燃烧问题,研究了二维流体动力学-零维反应动力学-燃烧动力学思路,分析了滑动弧等离子体条件下氨的裂解和燃烧特性。利用COMSOL计算软件建立了考虑电磁的二维流体计算模型,研究了滑动弧在反应器中的演化;建立了适用于氨的零维滑动弧模型,研究了滑动弧中全电离-转捩-非平衡3个阶段的温度和组分演化规律;利用CHEMKIN计算软件建立了燃烧模型,评估了等离子体对NH₃/air混合气燃烧特性的影响,此外对在混合气中添加CH₄进行了分析。结果表明,等离子体能够促进氨的裂解,降低氨的点火延迟时间,并且提高其层流燃烧速度,但是在混合气中将部分等离子体条件下的NH₃替换为CH₄后,整体燃烧效果有所下降。