Главная – Журналы – Физика горения и взрыва 2025 номер 6

Изучалось влияние химической неравновесности процесса горения диффузионного метановоздушного пламени при умеренных давлениях и температурах исходных реагентов на восстановление оксида азота в реакциях, известных как Reburn NO. На основе детального механизма химической кинетики окисления метана GRI-Mech 3.0 выполнен анализ распределения основных восстанавливающих NO веществ (СН, СН₂, СН₃, HCCO) в реакциях Reburn, а также исходных веществ, образующих NO в реакциях Зельдовича, по толщине диффузионного ламинарного пламени на основе численного решения системы уравнений Петерса --- Кузнецова по модели тонкого фронта пламени (флеймлет-модель). В представлении пламени в виде цепи изолированных реакторов идеального перемешивания, распределенных по толщине пламени, выполнена оценка концентрации NO по точной аналитической формуле в представлении скоростей реакций Reburn в соответствии с тремя детальными кинетическими механизмами: GRI-Mech 3.0, Гларборга и Миллера --- Боумена. Выполнена сравнительная оценка эффективности указанных механизмов по снижению концентрации NO, максимальное снижение составило 13.3, 23 и 30.4 % соответственно. Оценка влияния диффузии показала изменение относительной концентрации профилей NO не более чем на 0.06 %. Также показано, что по мере отклонения от химического равновесия реакции Reburn постепенно начинают проходить и с «бедной» стороны пламени (по мере диффузии радикалов топлива через стехиометрическую границу), а область протекания реакций Reburn по составу газовой смеси расширяется более чем в два раза. Вклад реакций Reburn с «бедной» стороны пламени монотонно возрастает и может достигать 56 % от общей эффективности реакций Reburn, что представляет практическую значимость в системах с высокой степенью неравновесности процесса горения. Основной вклад в снижение NO с «бедной» стороны пламени вносят реакции с CH (до 75 % по механизму GRI-Mech 3.0) и реакции с HCCO (до 80 % по механизму Гларборга).