Abstract Real transportation fuels are complex mixtures of a variety of hydrocarbon components. Predicting NOx formation in practical combustors burning real fuels is usually made with the assumption that the NOx submodels developed and tested for small hydrocarbon combustion are applicable to mixtures of large hydrocarbons as found in real fuels. Additionally, NOx data are scarce for flames of real fuels. The aims of the current study are (i) to provide reliable NOx data in flames of a typical jet fuel, and (ii) to test our capability to predict these data by combining a recently proposed HyChem reaction model of jet A combustion (Xu et al., 2018) with the NOx submodel of Glarborg (2018). Specifically, NOx concentrations were measured in stretch-stabilized premixed flames of methane and Jet A (POSF10325) from fuel lean to rich conditions and of ethylene at a fuel-rich equivalence ratio. This range of stoichiometries allows both thermal NO and prompt NO pathways to be tested. The results show reasonably good agreement between the experimental data and model predictions for all flames tested, although the model appears to underpredict NOx concentrations in the Jet A flames under fuel rich conditions. Sensitivity analyses were conducted to illustrate the influence of the reaction pathways and flame boundary conditions on NOx predictions. The analyses also suggest that additional prompt NO reaction pathways may play a role in flames of large hydrocarbons.

中文翻译：

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基于物理的模拟真实燃料燃烧化学的方法 - V. 典型 Jet A 的 NO 形成

摘要 真正的运输燃料是多种碳氢化合物成分的复杂混合物。预测燃烧实际燃料的实际燃烧器中的 NOx 形成通常假设为小碳氢化合物燃烧开发和测试的 NOx 子模型适用于实际燃料中发现的大碳氢化合物的混合物。此外，对于真实燃料的火焰，NOx 数据很少。当前研究的目的是 (i) 在典型喷气燃料的火焰中提供可靠的 NOx 数据，以及 (ii) 通过结合最近提出的喷气 A 燃烧的 HyChem 反应模型来测试我们预测这些数据的能力（Xu et al., 2018) 和 Glarborg (2018) 的 NOx 子模型。具体来说，NOx 浓度是在甲烷和 Jet A (POSF10325) 的拉伸稳定预混火焰中从贫燃料到富燃料以及在富燃料当量比下测量的。这个化学计量范围允许测试热 NO 和提示 NO 途径。结果表明，对于所有测试的火焰，实验数据和模型预测之间具有相当好的一致性，尽管该模型似乎低估了在富含燃料的条件下 Jet A 火焰中的 NOx 浓度。进行了敏感性分析以说明反应途径和火焰边界条件对 NOx 预测的影响。分析还表明，额外的快速 NO 反应途径可能在大型碳氢化合物的火焰中发挥作用。这种化学计量范围允许测试热 NO 和提示 NO 途径。结果表明，对于所有测试的火焰，实验数据和模型预测之间具有相当好的一致性，尽管该模型似乎低估了在富含燃料的条件下 Jet A 火焰中的 NOx 浓度。进行了敏感性分析以说明反应途径和火焰边界条件对 NOx 预测的影响。分析还表明，额外的快速 NO 反应途径可能在大型碳氢化合物的火焰中发挥作用。这种化学计量范围允许测试热 NO 和提示 NO 途径。结果表明，对于所有测试的火焰，实验数据和模型预测之间具有相当好的一致性，尽管该模型似乎低估了在富含燃料的条件下 Jet A 火焰中的 NOx 浓度。进行了敏感性分析以说明反应途径和火焰边界条件对 NOx 预测的影响。分析还表明，额外的快速 NO 反应途径可能在大型碳氢化合物的火焰中发挥作用。进行了敏感性分析以说明反应途径和火焰边界条件对 NOx 预测的影响。分析还表明，额外的快速 NO 反应途径可能在大型碳氢化合物的火焰中发挥作用。进行了敏感性分析以说明反应途径和火焰边界条件对 NOx 预测的影响。分析还表明，额外的快速 NO 反应途径可能在大型碳氢化合物的火焰中发挥作用。