2-甲基环戊酮离子的解离过程

用密度泛函理论中的UB3LYP/6-31G(D,P)方法研究了2-甲基环戊酮离子的解离过程,旨在通过研究,寻求2-甲基环戊酮离子的解离通道。找到 键断裂,氢原子重排所产生的过渡态10个、中间体和由此生成的产物多个。     

2-三苯基锗基乙基苯基酮、4-三氯锗基-4-甲基-2-戊酮及其类似物Raman及IR光谱

我们合成有机锗化合物的重要中间体 4-三氯锗基 - 4-甲基 - 2 -戊酮 ( A)、3-三氯锗基 -3,5,5-三甲基环己酮 ( B)、2 -三氯锗基 - 2 -苯基乙基苯基酮 ( C)、2 -三苯基锗基乙基苯基酮 ( D) ,测量了他们的 Raman和 IR光谱并进行了讨论。在化合物 A- D的 Raman和 IR光谱 ,苯环中的 C- H伸缩振动 ,饱和 C- H伸缩振动 ,饱和 Ge- C伸缩振动等特征数据基本一致。C=O伸缩振动在 Raman和 IR光谱中位置基本一致 ,但在红外光谱中均为强吸收带 ,而在 Raman光谱中的峰强度差别则非常大 ,化合物 A、D的峰非常弱 ,而 C的峰则很强 ,化合物 A- C的 Ge- Cl振动均在 390 cm- 1附近出现强峰。     

戊二烯快速反应点火特性的光谱研究

采用ＯＭＡⅢ光多道谱仪、单色谱仪及作者研制的相关测试技术,研究了高温激波管中戊二烯快速反应光谱和点火延迟时间。研究表明：利用各种谱仪技术能较好地研究易挥发燃料的快速反应点火特性。利用谱仪技术所确认的较早出现的反应中间产物来测定的点火延迟时间,与国内外常用的全色光技术进行了比较。     

微波等离子体点火的试验研究

建立了微波点火试验平台,实现了定容燃烧弹内的可燃混合气的微波点火燃烧。研究了不同初始压力、混合气浓度条件下的微波点火燃烧特性。试验结果表明,微波谐振产生等离子体可以在相对燃空当量比为0.65的稀薄混合气条件下实现稳定甲烷点火燃烧。当初始压力较低时,混合气容易被击穿,产生大量等离子体;当初始压力较高时,混合气难以被击穿,但着火后的燃烧速度较快。     

高增益靶体点火的动力学过程分析

针对中心热斑点火和热核传播燃烧（简称中心点火）的高增益靶设计理论要求很高和技术上的难度很大，我们通过阻热层的设计，在高增益靶的整体点火和燃烧（简称体点火）设计上首先实现挡光系统的非稳定温度脱离，由平衡点火和燃烧逐步过渡到非平衡点火和燃烧，从而将驱动能量降到１５ＭＪ左右，实现了体点火和体燃烧。     

H2/Air/CO2点火过程中的热辐射和化学反应效应

本文采用基于详细化学反应机理的化学反应流自适应数值模拟技术,研究了添加二氧化碳对氢气/空气预混气体点火的影响,获得了不同当量比下最小点火能随稀释率的变化情况。本文引入最小点火能的热辐射敏感度与化学反应敏感度,重点分析了CO₂的热辐射效应和化学反应效应对最小点火能的影响。研究结果表明二氧化碳的热辐射效应和化学反应效应只有在接近极限稀释率时才会导致最小点火能有显著升高。     

纳米铝粉点火机理的快速光谱研究

用光触发同步采集技术在多光谱系统上测定纳米铝粉与环氧丙烷快速反应的点火延迟时间和基团光谱强度,得出诱导激波作用下纳米铝粉的点火机理。X射线衍射(XRD)数据表明,等离子体方法生产的纳米铝粉由于活性较高表面有部分氧化,电子能谱(XPS)给出结果表明氧化层厚度～3nm,且其反应生成物的电子能谱显示氧化层厚度随诱导激波强度增加而相应增大。单色仪测定AlO(464.8nm)点火时间表明随诱导激波强度增大,纳米铝粉在环氧丙烷反应系统中的抛撒状态分布更均匀,颗粒受热面增大,受热率明显增大,且激波作用下铝粉表面3nm厚氧化层也极易被熔破,使内核活性铝气化与反应系统中的氧原子及含氧分子反应放热而达到点火状态。     

苯快速反应点火特性的光谱研究

利用由单色谱仪、压力传感器以及示波器组成的测试系统, 测定了高温激波管中苯快速反应的几个重要产物：H,C₂和CH的点火延迟时间和出现的顺序。提出了一种在入射激波条件下确定含能材料冲击点火延迟时间的新方法,并介绍了苯在快速反应中碳生成的微观反应机理。 研究表明: 无论马赫数如何改变,H原子总是最先出现,说明苯在快速反应过程中,首先断裂的C—H键,而不是C—C键。利用较早出现的反应中间产物H原子来测定苯的点火延迟时间更为准确。利用单色谱仪技术能较好地研究苯的快速反应点火特性,新方法与国内外常用的全色光技术相比可明显减少实验量。     

2-甲基-6-(2-甲苯基)-2-庚烯的波谱学研究

采用色谱法从蒲儿根花部位中分离得到2-甲基-6-(2-甲苯基)-2-庚烯,该化合物第一次以单体的形式得到,通过测定氢-氢相关谱(1H-1H COSY)、DEPT谱、异核单量子相关谱(HSQC)及异核多键相关谱(HMBC)等二维谱确定了该化合物的结构,并对该化合物的1H NMR和13C NMR谱进行了归属.     

2-甲基-2-丙烯-1-醇的光电离解离研究

利用可调谐真空紫外同步辐射和分子束实验装置在8.0～15.5 eV的光子能量范围内,研究2-甲基-2-内烯-1-醇的光电离解离.测出母体离子和碎片离子:C_4H_8O~+、C_4H_7O~+、C_3H_5O~+、C_4H_7~+、C_4H_6~+、C_4H_5~+、C_2H_4O~+、C_2H_3O~+、C_3H_6~+、C_3H_5~+、C_3H_3~+、CH_3O~+和CHO~+的光电离效率曲线,并获得母体分子的电离能和碎片离子的实验出现势.在B3LYP/6-31+G(d,p)理论水平上,计算光电离过程中母体分子、过渡态和中间体的稳定结构.采用CCSD(T)/cc-pVTZ耦合簇方法计算零点能,得到母体电离能和碎片离子的出现势.通过实验和理论研究,提出2-甲基-2-丙烯-1-醇的光解离路径,分子内氢转移是其中大部分解离途径中的主要过程.     

Development of a reduced chemical kinetic mechanism for a gasoline surrogate for gasoline HCCI combustion

A reduced chemical kinetic mechanism consisting of 48 species and 67 reactions is developed and validated for a gasoline surrogate fuel. The surrogate fuel is modeled as a blend of iso-octane, n-heptane, and toluene. The mechanism reduction is performed using sensitivity analysis, investigation of species concentrations, and consideration of the main reaction path. Comparison between ignition delay times calculated using the proposed mechanism and those obtained from shock tube data show that the reduced mechanism can predict delay times with good accuracy at temperatures above 1000 K. The mechanism can also predict the two-stage ignition at the moment of ignition. A rapid compression machine (RCM) is designed to measure ignition delay times of gasoline and gasoline surrogates at temperatures between 890 and 1000 K. Our experimental results suggest that a new gasoline surrogate that has a different mixture ratio than previously defined surrogates is the most similar to gasoline. In addition, the reduced mechanism is validated for the RCM experimental conditions using CFD simulations.     

RDX激光点火的一维气相模型

为了研究含能材料RDX在激光作用下的点火特性,在Liau等人的工作基础上,考虑了物理参数随温度和组分浓度的变化,建立了RDX激光点火的气相模型.利用有限差分方法,计算了激光功率密度为400 W/cm2、环境压力为0.1 MPa时RDX的点火过程.结果表明:约90%的RDX以蒸发的形式进入气相,另外的10%在液相中发生分...     

快速压缩作用下橄榄石的结构稳定性

结合不同的温度效应,研究了快速压缩过程对橄榄石结构稳定性的影响。分别在293、373、473、573、673、773 K下将橄榄石快速加压至3 GPa,在873、973、1073、1173 K下烧结橄榄石样品2 h后再在室温下快速加压至3 GPa。采用同步辐射X射线衍射、拉曼光谱、红外吸收光谱以及扫描电镜等技术分析了回收样品的结构和微观形貌。结果表明,上述过程中橄榄石结构均稳定,未发生由压力和温度导致的相变。橄榄石回收样品的微观形貌发生变化,晶粒细化。由于回收样品中存在残余应力以及晶粒细化,橄榄石的822 cm^–1和854 cm^–1拉曼特征峰出现了展宽和偏移。     

点火黑腔二维模拟设计

基于二维激光靶耦合流体力学程序,研究设计惯性约束聚变间接驱动点火黑腔的方法.提出先调控X射线驱动温度再调控辐照均匀性的设计顺序.给出总激光功率(特别是主脉冲激光功率)的设计方法.模拟表明,填充气体密度的上限受到槽脉冲P²辐照不均匀性的限制.另外,增加腔长可以抑制靶丸烧蚀层物质的膨胀.最后给出点火黑腔二维设计结果.     

Numerical Simulation of 2-D Radiation-Drive Ignition Implosion Process

A Lagrangian compatible radiation hydrodynamic algorithm and the nuclear dynamics computing module are developed and implemented in the LARED Integration code, which is a radiation hydrodynamic code based on the 2-D cylindrical coordinates for the numerical simulation of the indirect-drive Inertial Confined Fusion. A number of 1-D and 2-D ignition implosion numerical simulations by using the improved LARED Integration code (ILARED) are presented which show that the 1-D numerical results are consistent with those computed by the 1-D radiation hydrodynamic code RDMG, while the simulation results of the 2-D low-mode radiative asymmetry and hydrodynamic instability growth,according to the physical analysis and anticipation, are satisfactory. The capsules driven by the sources from SGII experiments are also simulated by ILARED, and the fuel shapes agree well with the experimental results. The numerical simulations demonstrate that ILARED can be used in the simulation of the 1-D and 2-D ignition capsule implosion using the multi-group diffusion model for radiation.     

等离子体中活性粒子分析及化学动力学机理

利用发射光谱测量技术分析了介质阻挡放电等离子体激励空气产生的主要活性粒子,利用零维等离子体动力学模型模拟了甲烷/空气中放电阶段主要活性粒子的演化规律,并通过敏感性与化学路径分析研究了O原子影响甲烷点火过程的化学动力学机理。研究表明：空气中介质阻挡放电等离子体主要产生N2和O2的激发态粒子,激发态粒子的数密度随着电压的增加而增大;激发态粒子经过一系列物理化学反应最终转化成若干自由基,其中O原子的摩尔分数最大;O原子缩短甲烷点火延迟时间一个量级,原因在于添加O原子后甲基（CH3）的氧化途径由自点火过程中的经O2直接氧化为CH3O和CH2O转变为经HO2和O原子氧化为CH3O和CH2O,由于后者的基元反应速率快,因而明显缩短了点火延迟时间。     

Effect of Hydrogen Addition on Methane HCCI Engine Ignition Timing and Emissions Using a Multi-zone Model

通过使用CHEMKIN多区模型研究添加氢气对甲烷燃烧的影响. 结果显示添加氢气提前点火正时并且提高最高压力和最高温度. 同时,用简易的化学反应动力学分析它的适用范围. 结果表明羟基在燃料的氧化中起重要作用. 添加氢气增加氮氧化物的排放,但会降低碳氢和一氧化碳的排放. 废弃再循环也会提前点火正时,但是它对排放的影响相反. 通过调节添加氢气与废弃再循环的量,点火正时可以在低排放的条件下进行调节. 研究发现氮氧化物主要产生在核心区,而碳氢和一氧化碳主要产生在缝隙区和边界层区.     

水蒸气超高温热泵系统的实验研究

近年来以低温室效应(GWP)的制冷剂的蒸汽压缩式高温热泵一直是余热回收领域的研究热点.为获得更高的输出温度,本课题组搭建了一台采用自然工质水作为循环冷媒的超高温热泵样机并进行了实验测试.实验结果表明蒸发温度为80℃,冷凝温度从115℃升至145℃时,热泵的COP从4.88降至1.89.在85℃蒸发,117℃冷凝时,最高...     

High-speed imaging of the ignition of ethanol at engine relevant conditions in a rapid compression machine

The rapid compression machine (RCM) is a great tool for investigating fuel properties under engine relevant conditions (high-pressures, low temperatures). The most common diagnostics is measuring the pressure over time and determining the ignition delay time (IDT). In this study, for the first time, the OH* luminescence of ethanol/air mixture is measured within an RCM experiment at 15 and 20?bar for Φ?=?0.5. Combining the common pressure measurements with the simultaneously recorded high-speed images (up to 74.5?kHz framerate) gives a first insight into understanding the ignition modes and the corresponding pressure traces. At 74.5?kHz, in contrast to findings in literature, the ethanol ignition did not show to be purely homogeneous. Four different propagating fronts of OH* luminescence have been recorded. Besides a flame kernel and a detonation-like ignition front two further fronts prior to main ignition have been observed. The propagating speeds of the fronts have been determined and depend on the overall IDT.