Effect of High Pressures on the Formation of Nitric Oxide in Lean, Premixed Flames
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Increasingly stringent regulations are imposed on nitrogen oxides emissions due to their numerous negative impacts on human health and the environment. Accurate, experimentally validated thermochemical models are required for the development of the next generation of combustors. This paper presents a series of experiments performed in lean, premixed, laminar, jet-wall stagnation flames at pressures of 2, 4, 8, and 16 atm. To target postflame temperatures relevant to gas turbine engines, the stoichiometry of the nonpreheated methane–air mixture is adjusted to an equivalence ratio of 0.7. One-dimensional (1D) profiles of temperature and NO mole fraction are measured via laser-induced fluorescence (LIF) thermometry and NO-LIF, respectively, to complement previously published flame speed data (Versailles et al., 2018, “Measurements of the Reactivity of Premixed, Stagnation, Methane-Air Flames at Gas Turbine Relevant Pressures,” ASME. J. Eng. Gas Turbines Power, 141(1), p. 011027). The results reveal that, as the pressure increases, the maximum postflame temperature stays relatively stable, and the concentration of NO produced through the flame front remains constant within uncertainty. Seven thermochemical models, selected for their widespread usage or recent date of publication, are validated against the experimental data. While all mechanisms accurately predict the postflame temperature, thanks to consistent thermodynamic parameters, important disagreements are observed in the NO concentration profiles, which highlights the need to carefully select the models used as design tools. The lack of pressure dependence of NO formation that many models fail to capture is numerically investigated via sensitivity and reaction path analyses applied to the solution of flame simulations. The termolecular reaction H+O2(+M)↔HO2(+M) is shown to hinder the production of atomic oxygen and to consume hydrogen radicals at higher pressures, which inhibits the formation of nitric oxide through the N2O pathway.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».