【摘要】：天然气的主要成分是甲烷,其着火延迟时间长,火焰传播速度慢。合成气的主要成分为氢气与一氧化碳,具有含氢量高的优点,将其与天然气混合,可显著改善天然气的着火特性。因此,本文将甲烷作为天然气的替代物,基于加热型激波管试验平台对甲烷-合成气混合燃料在中高温条件下的着火特性进行了研究,并通过筛选的化学动力学机理对其进行了模拟研究与化学动力学分析。主要结论如下:(1)通过对甲烷-一氧化碳混合燃料着火特性的研究发现,当一氧化碳掺混比低于70%,混合燃料的着火延迟时间基本不变;当一氧化碳的掺混比高于70%,混合燃料的着火延迟时间显著缩短;随温度的降低,甲烷-一氧化碳混合燃料着火延迟时间呈指数式增加;随压力的升高,混合燃料的着火延迟时间降低。(2)化学动力学分析表明,在一氧化碳掺混比较高的条件下对混合燃料着火过程促进作用的基元反应是H+O_2=O+OH,对着火过程抑制作用的基元反应是CH_4+OH=CH_3+H_2O。通过对主要基元反应的反应速率进行分析发现,压力越高,基元反应速率越快。(3)通过对甲烷-合成气混合燃料着火特性的研究发现,合成气的加入可显著降低混合燃料的着火延迟时间。同时,当初始温度和压力提高时,混合燃料的着火延迟时间均缩短。(4)化学动力学分析表明,O_2+H=O+OH是对甲烷-合成气混合燃料着火促进作用的基元反应,且随着合成气掺混比的升高,基元反应O_2+H=O+OH对着火的促进作用进一步增强。