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J. Chim. Phys.
Volume 91, 1994
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Page(s) | 365 - 382 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jcp/1994910365 | |
Published online | 29 May 2017 |
Derivation of a global chemical kinetic mechanism for methane ignition and combustion
1 LCSR-CNRS, 1C, av de la Recherche scientifique, 45071 Orléans Cedex 2, France ;
2 Gaz de France, DETN-CERSTA, 361, av du Président-Wilson, BP 33, 93211 La-Plaine-Saint-Denis Cedex, France.
A new method for the reduction of chemical kinetic detailed mechanisms is presented. It is based on atomic fluxes calculations and reaction pathways analyses. The method was applied to a CH4/O2/Nx2 comprehensive combustion mechanism, including NOx reactions, previously validated for several types of experiments (flow reactors, shock tubes, laminar flames). A global mechanism for methane combustion and NO formation has been elaborated involving 6 chemical reactions among 10 species. This mechanism is able to reproduce accurately the ignition delays, temperature profiles and concentration profiles of major species and NO over a wide range of experimental conditions (P = 1 atm, 60% ≤ N2 ≤ 80%, 0.2 ≤ ϕ ≤ 2.2 and 900 K ≤ Tinitial ≤ 1500 K).
Résumé
Une nouvelle méthode pour la réduction de mécanismes détaillés de cinétique chimique est présentée. Elle est basée sur le calcul des Eux atomiques et l’analyse des chemins réactionnels. La méthode a été appliquée à un mécanisme détaillé complet pour le système CH4/O2/N2, incluant les réactions des NOx, et précédemment validé par comparaison avec un grand nombre de données expérimentales obtenues dans des réacteurs à écoulement, des tubes à choc et des flammes laminaires. Un mécanisme global pour la combustion du méthane et la formation de NO a été mis au point. Il est constitué de six réactions chimiques impliquant 10 espèces différentes. Ce mécanisme reproduit les délais d’auto-inflammation, les profils de température et de concentration des espèces principales et de NO dans un large domaine de conditions expérimentales (P = 1 atm, 60 % ≤ N2 ≤ 80 %, 0.2 ≤ ϕ ≤ 2.2 and 900 K ≤ Tinitial ≤ 1500 K).
© Elsevier, Paris, 1994