稀薄燃烧
稀薄燃烧（lean combustion）是在一种在锅炉、燃气轮机、内燃机等领域被广泛应用的洁净燃烧方式，它包括了MILD（Moderate and Intense Low-oxygen Dilution）燃烧、均质充量压燃 HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）、高压预混可控压燃（HPCCI）、废气再循环（EGR，Exhaust Gas Recirculation）以及超贫燃烧（ultra-lean combustion）等。本课题组已经发展使用C0-C2适用稀薄燃烧和常规燃烧以及富氧气氛的反应动力学模型IDIM。
高效清洁的燃烧方式是当前燃烧学研究的最重要的研究方向之一，也是我国新时代经济发展的重大需求。近些年来在锅炉、燃气轮机、内燃机等领域被广泛研究的高效清洁燃烧方式，比如MILD（Moderate and Intense Low-oxygen Dilution）燃烧、均质充量压燃 HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）、高压预混可控压燃（HPCCI）、废气再循环（EGR，Exhaust Gas Recirculation）以及超贫燃烧（ultra-lean combustion）等，都需要将燃料或者燃烧混合物（预混）稀释到相当的水平。由此可见，燃料/燃烧混合物的稀释是上述清洁燃烧方式的重要基础技术。但是，燃料稀释也会引发着火困难、产生燃烧不稳定等问题。
通过他人和自己的实验，大量的文献阅读，结合敏感性分析和产率分析，在USC Mech 2.0的基础上，更新了如下基元反应，得到了包含111种物质，788步反应的机理，为了叙述的方便我们命名为 IDIM (Intensive dilution ignition mechanism)机理，它能预报C1-C2强稀释条件下常规和高氧气浓度下的着火行为，较其他主流机理如USC Mech 2.0, GRI 3.0, Aramco Mech 2.0 和FFCM-1取得了更为准确的模拟结果，能很好的与实验匹配。
No |
Reaction |
A |
n |
Ea |
1 |
CH3+O=CH2O+H |
6.700E+13 |
0.00 |
0.00 |
2 |
CH3+O=H+H2+CO |
1.700E+13 |
0.00 |
0.00 |
3 |
CH2+O2=CO+H2O |
1.800E+11 |
0.00 |
0.00 |
4 |
CH2+O2=CO2+H+H |
3.800E+11 |
0.00 |
0.00 |
5 |
CH2+O2=CH2O+O |
2.900E+11 |
0.00 |
0.00 |
6 |
CH2+O2=CO2+H2 |
3.400E+11 |
0.00 |
0.00 |
7 |
CH2+O2=CO+OH+H |
6.100E+11 |
0.00 |
0.00 |
8 |
CO+OH=CO2+H |
8.000E+10 |
0.00 |
0.00 |
9 |
CO+OH=CO2+H |
8.800E+05 |
1.77 |
954.00 |
10 |
CO+O2=CO2+O |
1.800E+11 |
0.00 |
0.00 |
11 |
CO+HO2=CO2+H |
1.600E+05 |
2.18 |
17943.00 |
12 |
CO+O(+M)=CO2(+M) |
1.800E+10 |
0.00 |
2384.00 |
13 |
CH4+O=CH3+OH |
4.400E+05 |
2.50 |
6620.00 |
14 |
HO2+O=OH+O2 |
1.600E+13 |
0.00 |
-445 |
15 |
H+O2(+M)=HO2(+M) |
1.500E+12 |
0.60 |
0.00 |
16 |
H+O2(+AR)=HO2(+AR) |
1.500E+12 |
0.60 |
0.00 |
17 |
H+O2(+N2)=HO2(+N2) |
1.500E+12 |
0.60 |
0.00 |
18 |
H+O2=O+OH |
1.040E+14 |
0.00 |
15310.00 |
19 |
CH2(S)+O2=CH2+O2 |
3.130E+13 |
0.00 |
0.00 |
20 |
CH3+OH(+M)=CH3OH(+M) |
6.210E+13 |
-0.018 |
33.00 |
21 |
2CH3(+M)=C2H6(+M) |
2.500E+16 |
-0.970 |
620.00 |
22 |
C2H4+H(+M)=C2H5(+M) |
1.232E+09 |
1.463 |
1355.00 |
23 |
C2H6+O=C2H5+OH |
1.763E+05 |
2.800 |
5803.00 |
本课题组主要关注的是MILD工况下CO,NO等关键物质的生成特性和机理，运用CHEMKIN和FLUENT并结合实验对其MILD工况进行了一系列的研究，在相关期刊上发表了大量文章。
实验台架示意图：