二甲氧基甲烷增强氨燃料层流燃烧特性的实验与数值研究

本文系统研究了二甲氧基甲烷（DMM）作为燃烧促进剂对氨（NH3）燃料层流燃烧速度（LBV）的增强作用，通过实验测量和动力学模型验证，揭示了DMM通过促进H/O/OH自由基生成提升燃烧反应性，并调控NOx前体与自由基的平衡关系，为碳中和燃料的清洁高效利用提供了重要理论依据。

　　

亮点

• DMM的添加显著提升了NH₃/DMM混合物的层流燃烧速度（LBV），LBV与DMM含量呈正相关。

• 动力学分析表明，DMM通过促进H/O/OH自由基的生成增强燃烧反应性。

• DMM调控NO_x前体（如HNO）与活性自由基之间的"权衡"关系，影响NO_x排放峰值。

总结与结论

本研究通过实验测量了NH₃/DMM混合物在不同工况下的LBV，并基于前期研究优化了反应机理。该机理经过LBV、IDT和物种浓度的全面验证，进一步分析了DMM对NH₃燃烧反应性和NO_x排放特性的影响机制。主要结论如下：

• DMM的添加显著增强了NH₃/DMM混合物的LBV，且LBV随DMM含量增加而提升，展现出优异的燃烧促进效果。

• 动力学模拟揭示DMM通过分解产生更多含氧中间体（如甲醛、甲酸甲酯），为NH₃燃烧系统补充OH、HO₂等活性自由基，从而加速反应链式进程。

• DMM的掺入巧妙调节了NO_x前体（尤其是HNO）与自由基的动态平衡，在高氧特性促进完全燃烧的同时，通过中间体（如HCO、CH₂O）的还原作用间接抑制NO_x生成，为低碳燃料的排放控制提供了新思路。