1-戊烯和2-甲基-2-丁烯的层流燃烧速率的测量

本文利用定容燃烧弹平台测量了不同初始温度(353,393和433 K)和初始压力(0.1,0.2和0.4 MPa)条件下的戊烯同分异构体(1-戊烯和2-甲基-2丁烯)的层流燃烧速率.实验结果表明1-戊烯的层流燃烧速率高于2-甲基-2-丁烯。本文对爱尔兰高威大学最新发表的戊烷同分异构体机理的1-戊烯和2-甲基-2-丁烯子机理进行了优化,利用优化后的机理进行了进一步的模拟工作。进一步的路径分析表明,1-戊烯的层流燃烧速率较2-甲基-2-丁烯快的原因主要是前者生成了较多的活性H自由基而后者生成了较多的H消耗中间产物和甲基.     

介质阻挡放电等离子体辅助氨制氢研究

在介质阻挡非平衡等离子体放电过程中,通过在电极两端施加电压,流经放电区域的气体被击穿,产生高能电子和激发态组分。这些活性粒子与气体分子发生非弹性碰撞引起分子的电离或离解,促进燃料的转化。本文主要从稀释气体、脉冲电压和燃料浓度三个方面进行研究,探讨不同稀释气体对放电过程中电流和反应区温度的影响、脉冲电压和燃料浓度变化时氨气的转化率及氢气生成的变化规律。     

汽油低温氧化特性及替代物模型研究

本文利用射流搅拌反应器对国产汽油以及汽油替代物模型中的重要组分异辛烷开展了低温氧化特性实验研究,并通过对国产实际汽油进行组分测量,获得了不同组分类型的摩尔分数.结合实际汽油的组分结构和物化特性,选取了五种代表性组分来构建合适的汽油替代物模型并发展了动力学机理,利用该机理分别对单组分燃料和实际汽油的低温氧化特性进行了模拟...     

乙醚在亚/超临界环境下喷雾燃烧及其产物

为了探究亚/超临界环境下燃料在定容燃烧弹内的燃烧过程及其产物,采用高压共轨燃料喷射系统试验台和单次喷射仪进行燃料供给。通过高速相机和阴影仪进行图像数据的采集,利用烟气分析仪进行燃烧产物的收集测量。试验结果表明:乙醚的燃烧火焰呈现较明亮的球状。在临界压力点时,喷雾燃烧贯穿距最短,火焰面积最小。乙醚喷雾燃烧后,一氧化碳(CO)的生成量随环境压力的升高而连续下降,碳氢化合物(HC)的生成量则在临界压力处出现突变。燃烧火焰特性和产物生成规律所呈现的差异性,主要是由于亚/超临界环境下燃料的物性参数和破碎蒸发机理的不同。     

甲烷掺混氢气长直管道压力振荡特性研究

本文研究了CH₄-H₂/空气的燃烧和压力振荡特性,在长直管道燃烧平台测量了初始压力为0.15、0.1 MPa,初始温度为298 K,掺氢比范围为0～100%,当量比范围为0.8～1.5,以及管道长径比为1.43、1.86、2.29的火焰发展图像和压力振荡数据。点火形式有单点和双点。结果表明,指形火焰阶段是强压缩波形成的重要阶段,火焰加速时间和传播速度均是影响压缩波强度的因素。随着掺氢比增加,压力振荡强度整体趋势上升,主频分布在3080 Hz～3470 Hz。双点火条件下,各长径比下的压力峰值、升高率以及振荡强度均高于单点火,振荡的主频分布规律与单点火相同。     

汽油层流燃烧速度的测量及其替代物模型研究

针对实际汽油组分复杂导致数值模拟研究困难的问题,采用球形火焰法,在定容燃烧弹上测量了初始温度分别为358、403、448 K,初始压力分别为0.1、0.2、0.5 MPa,当量比为0.8～1.5工况下,实际汽油、正庚烷、异辛烷、甲苯、异辛烷/正庚烷混合燃料(PRF)、甲苯/异辛烷/正庚烷混合燃料(TRF)的层流燃烧速度,分析了初始温度、压力以及当量比对汽油的层流燃烧速度的影响规律,对比了不同替代物模型对实际汽油的层流燃烧速度的预测结果。基于实验结果,构建了适合我国汽油的双组分和三组分汽油替代物模型,对比结果表明,在本研究的实验工况范围内,三组分汽油替代物模型比双组分汽油替代物模型能够更好预测实际汽油层流燃烧速度。应用Chemkin软件和KAUST清洁燃烧研究中心近期发展的汽油替代物机理,对本研究实验数据进行了数值仿真,该机理对实验数据给出了合理预测。利用本研究提出的汽油替代物模型,可对实际汽油的层流燃烧速度进行合理的预测。     

碳酸二甲酯层流火焰特性的实验和数值研究

在定容燃烧弹上,利用高速纹影摄像系统对碳酸二甲酯(DMC)的预混层流燃烧特性进行了研究,获得了不同温度、压力和当量比下的层流燃烧速度、马克斯坦长度和胞状结构的临界半径,同时对火焰不稳定性进行了理论分析。研究表明:层流燃烧速度随当量比的增加先提高后下降,在当量比为1.1时达到峰值;层流燃烧速度随初始温度的升高而提高,随初始压力的增加而降低;马克斯坦长度、临界火焰半径随当量比和压力的增加而减小,表明火焰不稳定性随初始压力和当量比的增加而增强;临界贝克来数Pe随当量比的增加而减小。利用Chemkin软件对预混层流燃烧速度进行了数值模拟,结果显示,Glaude机理对DMC层流燃烧速度的模拟值与实验测量值有较大偏差,表明该机理不能很好地预测DMC的层流燃烧速度。     

高温高压下1,3-丁二烯层流燃烧特性研究

高速纹影系统结合定容燃烧弹和定压燃烧弹测量了高温(298～398 K)高压(0.1～1 MPa)下,当量比为0.7～1.6的1,3-丁二烯/空气和1,3-丁二烯/氧气/氦气混合气的层流燃烧速度,并分析了温度和压力对层流燃烧速度的影响。利用实验数据对现有1,3-丁二烯的化学反应动力学模型计算值进行了验证,并通过敏感性分析了基元反应对于层流燃烧速度的敏感性。     

乙酸基+O2及其分解异构化反应速率常数计算和不确定度分析

为了构建准确乙酸燃烧化学反应动力学模型，进行了乙酸基与O₂及其分解异构化高精度的量子计算。利用CCSD(T)-F12/cc-pVTZ-F12//B2PLYPD3/cc-pVTZ算法，得到了反应体系势能面，并基于多参考态方法CASPT2/CBS//CASPT2/cc-pVTZ,获得无势垒反应势能面。通过气相单分子反应理论(RRKM)和主方程理论求解了温度和压力相关的速率常数，利用可变反应坐标过渡态理论求解无势垒反应乙酸基与O₂加成反应的速率常数。结果表明：在低压或者高温条件下，超过99%的化学活化的O₂CH₂CO₂H自由基直接分解为CH₂O₂H+CO₂。随着压力升高，化学活化的O₂CH₂CO₂H碰撞稳定后生成O₂CH₂CO₂H,O₂CH₂CO...