氢气微尺度催化燃烧过程的数值模拟 numerical simulation of hydrogen microscale catalytic combustion process.pdfVIP

氢气微尺度催化燃烧过程的数值模拟 陈俊杰。王谦 (江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013) 摘要：通过耦合计算流体力学软件FLUENT和化学反应动力学软件CHEMKIN．并运用空间 气相和表面催化详细化学反应机理．对氢气和空气的预混合气体在微型管道内的催化燃烧过程 进行了数值模拟，讨论了不同反应模型的燃烧特性以及表面催化反应对空间气相反应的影响。 计算结果表明：OH浓度的高低可用来判断微型管道内是否发生表面催化反应。由于壁面的催 化作用，空间气相反应发生的难度增加，即表面催化反应对空间气相反应有抑制作用；表面催化 反应对空间气相反应的影响能被分成三种类型。计算结果为在微型动力系统中实现催化燃烧以 及扩展燃烧极限提供了理论依据。 关键词：氢气；微尺度；催化燃烧；数值模拟；燃烧特性 combustionof mixtureinsidemicro-tubewas in- Abstract：Catalytichydrogen／air numerically withdetailedthe andthesurface reaction vestigated gas chemical mechanisms phase catalytic by thecommercialfluid codeFLUENT withthechemicalreaction using dynamics coupled dynamics subroutineCHEMKIN．Combustionfordifferent andtheeffect characteristicsreactionmodels ofthe surface reactiononthe reactionwerediscussed．The resultsindi- catalytic gasphase Computational catethatthedifferenceofOHconcentrationcan thesurface beusedto whether identify catalytic reactionOccursinsidethemicro-tube．Thereactionwillbeinhibitedthe gasphase by catalytic surface wall．The combustionrestrainsthe combustion．Theeffectofthesurface catalytic gasphase reactiononthe reactioncanbedividedtothree theoreticalevi- catalytic gasphase types．Some ale for of dences the combustiontomicro-electromechanical provided catalytic application