多孔介质内甲烷超绝热燃烧制氢联合概率密度模拟

摘要

为探索甲烷在多孔介质内超绝热燃烧裂解制氢的机理,采用计算流体力学与详细化学反应机理相结合的方法,使用标准k-ε湍流模型、联合概率密度函数和一个20组分,84步基元反应的详细化学反应机理,模拟了甲烷在直径为3 mm的Al2O3圆球堆积成的多孔介质内的燃烧,模拟结果与试验数据基本吻合.模拟结果显示:多孔介质内甲烷的燃烧温度比绝热燃烧温度超出数百摄氏度,富燃条件下氢气和一氧化碳大量生成.另外,采用的详细化学反应机理适用于多孔介质内甲烷燃烧时各向异性火焰的数值模拟.