二甲醚为易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物，密度比空气大，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。同时，二甲醚具有微量毒性，在有大量危险性的情况下，合理的使用二甲醚是作为安全考虑的必要条件，所以我们需要更好的了解其化学性质

而氢气(H2)作为一种清洁燃料，具有火焰传播速度快、可燃极限宽、热值高、密度小的优点。同时由于不含碳元素，其燃烧几乎不产生污染物，是理想的替代燃料。因此，很多研究提出了碳氢物质加氢的燃烧方式，向碳氢燃料中添加氢气来降低污染物排放，提高燃烧的稳定性，扩展燃料的可燃极限，提高燃烧效率[3][4]。

生物能源作为人类最主要的可再生能源之一，在能源建设方面具有非常大的发展前景[5][6]。目前，国际上主要使用生物燃料作为运输燃料来替代化石燃料，其中，生物乙醇是汽油的主要替代物[7]。而由此导致的醇类燃料泄漏等问题却极易引发火灾，因而，其在运输、存储以及使用过程中的安全性也备受重视，研究燃料的燃烧特性，对于促进能源的安全利用有着重要的作用[8]。然而，目前国际上对于氢气与乙醇或是其同分异构体二甲醚的研究甚少。其泄漏危险性较大，甚至于发生爆炸；对于二甲醚则更加危险，它的毒性虽然微小，但由于其麻痹的特性，可能会使得工作人员未能及时的逃离危险区域。所以在模拟的基础上，对于氢气与乙醇以及二甲醚预混合燃烧过程中，氢气添加对于火焰传播速度的影响进行了相关分析，以期对于安全隐患的防范以及燃烧效率的提高有所帮助。

1.2  理论基础与研究现状简述

2  研究方法与模拟工况

   这里用的是Zhao等人[30]开发的DME氧化和燃烧的详细化学机理。该机理由56种物质和290种反应组成，并针对高温流动反应器和低温流动反应器以及喷射搅拌反应器数据，冲击管点火延迟和层流火焰物质以及火焰速度测量进行验证[30]。此外，Li等人[31]开发的H2氧化子机制也被纳入这一机制。自由传播的预混合层状低压DME / H2火焰的模型预测使用改进的ChemkinII / Premix代码[32]获得，计算包括多组分分子扩散和热扩散。计算域从上游为2.0cm到下游为10.0cm，取足够长以在下游实现绝热平衡。上游初始温度设定为300 K，压力是40mBar。在这里，由于较厚的扁平火焰和可用的实验装置的更好的分辨率，使用低压富燃火焰更方便[25-29]。我们关注不同物种的摩尔分数的变化，并且燃烧速度的讨论超出了本研究的范围。所有火焰的当量比与1.5相同。火焰条件示于表1中。本研究中火焰中的氧化剂是氧。这里，通过求解能量方程获得温度。原始火焰条件取自或计算自参考文献[33][34]。添加的氢气分数定义为DME / H2燃料混合物中H2的摩尔分数。

基于参考文献[29，35]中分析方法的修改，提出了以下分析方法用于分析H2添加对DME / H2混合燃料火焰的化学效应。在目前的研究中加入的H2假设为正常的H2和虚构H2（写为F-H2）以评估H2真实的化学效应。正常的氢气允许参与火焰中的化学反应。虚拟H2具有与正常H2完全相同的热化学、传输数据和相同的第三体碰撞效率但不允许参加所有与火焰相关的化学反应。在目前的分析，更重要的是，在本分析中，为了对所有火焰条件包括那些具有假想H2添加的条件保持相同的当量比，从数值分析的观点来看，一部分氧应该被分离为虚拟O2（写作F-O2）。与F-H2类似，虚拟O2具有与正常O2完全相同的热化学，运输数据和相同的第三体碰撞效率，但不允许参与火焰中的所有相关化学反应。