随着工业的发展，能源需求持续增长。为了维持经济发展，许多国家仍严重依赖化石燃料，这些燃料目前仍占世界能源需求的很大比例[1,2]。虽然化石燃料在燃烧系统中得到了高效利用，但为了控制碳排放，有必要使用氢气和氨气作为替代燃料[3]。H2不仅无碳，而且相比化石燃料具有更高的能量密度[4]。然而，H2也存在一些缺点，如运输和长期储存方面的挑战[5]。鉴于这些限制，人们越来越倾向于采用其他替代燃料。在这方面，NH3是一个可行的选择[6]。与H2的负面特性相比，NH3既可以作为优质的替代燃料，也可以作为高效的氢储存介质[7]。除了高密度外，NH3的另一个显著优势是它可以直接用于燃烧系统，无需额外的氢提取过程[5]。尽管NH3作为燃料具有诸多优势，但也存在一些缺点，例如需要较高的点火能量、较高的NOx排放量以及较低的火焰温度[8,9]。
克服这些挑战对于NH3在燃烧系统中的有效应用至关重要。为此，已有大量研究致力于分析NH3的燃烧特性。Bayramoglu等人的研究表明，使用无碳替代燃料可使CO2排放量减少约30.7%[10]；Merdani等人研究了NH3混合物对火焰结构和NOx排放的影响[11]。此外，还有许多研究致力于寻找减少NOx排放的策略和机制。Cellek发现NH3的添加可以降低燃料的NOx水平[12]；Fatehi和Renzi通过数值模拟旨在减少NOx排放、未燃尽的NH3和H2含量，并优化温度分布[13]；Wei等人利用CFD代码研究了NH3与CH4混合对火焰和NOx行为的影响[14]；Chaturvedi等人通过CFD-CRN方法研究了预混燃烧条件下NH3/H2与NOx的关系[15]；Hussein等人探讨了NH3-H2燃烧过程及NOx减排方法，包括通过热裂解获得NH3并调整混合比例[16]；Kosmanidis等人通过CFD代码发现NH3可作为H2的载体，且其储存难度低于H2[17]；Cho等人利用CFD模型展示了NH3在解决H2储存和远距离运输问题方面的优势[18]；Sahin等人通过使用多孔燃烧器，利用湍流非预混火焰的卷吸效应实现了低排放和均匀燃烧[19]；Somarathne等人发现压力增加时NO排放量减少[20]；Liu等人发现含15% H2的燃料混合物排放量降低了25%[21]；Coskun等人使用含20% H2的多孔燃烧器，发现排放量减少了约11%[22]；Ozturk等人发现将CH4分别与丁烷和氢气混合燃烧时排放量也有所降低[23]；Farrarotti等人研究了H2-CH4混合物在无焰燃烧中的行为，发现高H2比例（超过25%）时排放量会增加[24]。
Sahin通过数值模拟研究了多孔燃烧器对不同合成气燃烧的影响，结果显示火焰温度均匀且呈无色[25]；Khalil和Gupta也研究了无色火焰的形成机制[26,27]；Sahin和Ilbas在生物气燃料研究中探讨了火焰燃烧行为、扰流器角度、H2添加量及H2O含量对燃烧特性的影响[28,29]；他们还在低氧浓度条件下研究了生物气火焰，实现了温度均匀和排放减少[30]；Zhang等人发现H2显著增强了辐射传热效果[31]；Akhtar等人分析了NH3/H2燃烧过程，发现H2提升了功率输出，NH3具有巨大潜力[32]。
如上述文献综述所述，提高燃烧性能和减少排放是关键目标，研究人员正从多个角度应对这些挑战。尽管许多研究（尤其是数值模拟）关注了NH3混合物的总体排放趋势，但局部温度分布与排放形成区域之间的空间关联尚未得到充分解释。本研究旨在通过探讨热场之间的相互作用机制，揭示H2富集对NH3燃烧性能和排放的影响。通过CFD代码对NH3/H2和NH3/CH4在非预混条件下的燃烧行为进行了数值分析，对比了轴向和径向的温度及排放分布。研究中通过增加H2（质量分数10%、20%、30%）和CH4（质量分数10%、20%、30%）的含量，并将结果与100% NH3燃料进行了对比。
