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Progress in hydrogen enriched hydrocarbons combustion and engine applications

Frontiers in Energy 2014年第1期8卷 73-80页

作者： zuohua huang jinhua wang erjiang hu chenglong tang yingjia zhang State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering Xi'anJiaotong University Xi'an 710049 China

The paper summarized the work on hydrogen enriched hydrocarbons combustion and its application in engines. The progress and understanding on laminar burning velocity, flame instability, flame structure flame and chemical kinetics were presented. Based on funda- mental combustion, both homogeneous spark-ignition engine and direct-injection spark-ignition engine fueled with natural gas-hydrogen blends were conducted and the technical route of natural gas-hydrogen combined with exhaust gas recirculation was proposed which experimen- tally demonstrated benefits on both thermal efficiency improvement and emissions reduction.

关键词： hydrogen enriched hydrocarbon combustion,fundamental study engine application

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Numerical study on combustion of diluted methanol-air premixed mixtures

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Chinese Science Bulletin 2010年第9期55卷 884-891页

作者： Zheng JianJun zhang ZhiYuan huang zuohua hu erjiang tang chenglong wang jinhua Xi An Jiao Tong Univ State Key Lab Multiphase Flow Power Engn Xian 710049 Peoples R China

The effect of nitrogen dilution on the premixed combustion characteristics and flame structure of laminar premixed methanol-air-nitrogen mixtures are analyzed numerically based on an extended methanol oxidation mechanism. The laminar burning velocities, the mass burning fluxes, the adiabatic flame temperature, the global activation temperature, the Zeldovich number, the effective Lewis number and the laminar flame structure of the methanol-air-nitrogen mixtures are obtained under different nitrogen dilution ratios. Comparison between experiments and numerical simulations show that the extended methanol oxidation mechanism can well reproduce the laminar burning velocities for lean and near stoichiometric methanol-air-nitrogen mixtures. The laminar burning velocities and the mass burning fluxes decrease with the increase of nitrogen dilution ratio and the effect is more obvious for the lean mixture. The effective Lewis number of the mixture increases with the increase of nitrogen dilution ratio, and the diffusive-thermal instability of the flame front is decreased by the nitrogen addition. Nitrogen addition can suppress the hydrodynamic instability of methanol-air-nitrogen flames. The decrease of the mole fraction of OH and H is mainly responsible for the suppressed effect of nitrogen diluent on the chemical reaction in the methanol-air-nitrogen laminar premixed flames, and the NOx and formaldehyde emissions are decreased by the nitrogen addition.

关键词： methanol dilution premixed combustion numerical analysis

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发动机燃烧定向调控理论、方法和技术

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中国科学:技术科学 2023年第10期53卷 1665-1673页

作者：黄佐华张英佳姜雪王金华汤成龙胡二江李倩倩西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

发动机高效清洁低碳(零碳)燃烧是动力装置实现“双碳”目标的重要途径,也是发动机燃烧技术的发展目标.传统发动机燃烧调控是宏观物理调控,仅能实现燃烧相位等有限参数控制;燃烧定向调控是微观化学调控,可实现对燃烧全过程和细观反应路... 详细信息

发动机高效清洁低碳(零碳)燃烧是动力装置实现“双碳”目标的重要途径,也是发动机燃烧技术的发展目标.传统发动机燃烧调控是宏观物理调控,仅能实现燃烧相位等有限参数控制;燃烧定向调控是微观化学调控,可实现对燃烧全过程和细观反应路径精准控制.基于燃烧定向调控理论,提出了活性组分介入着火调控方法、燃料掺氢火焰速度调控方法和燃料补氧反应路径调控方法,并在天然气掺氢发动机、柴油发动机实际运行中得到有效验证,实现了发动机高效清洁低碳燃烧.发展了燃料燃烧反应关键连载体OH自由基浓度时程的定量诊断方法,支撑了对燃烧定向调控理论微观机理深入认识.本文还提出了燃烧定向调控理论指导下的零碳燃料发动机研究构架.

关键词：发动机燃烧定向调控高效清洁低碳燃烧化学调控微观调控

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