正癸烷裂解特性的实验研究及模拟验证

作     者：柳朋浩 周灏 高新科 朱权 王健礼 李象远 

作者单位：四川大学化工学院 四川大学化学学院 

会议名称：《中国化学会第30届学术年会-第四十六分会：燃烧化学》

会议日期：2016年

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

关 键 词：正癸烷 热裂解 壁面温度 数值模拟 

摘      要：吸热型碳氢燃料的裂解特性一直是航空领域研究的热点,本文分别从实验和数值模拟两个方面研究碳氢燃料正癸烷随管长变化的热裂解特性,分析了壁面温度和停留时间对裂解深度和裂解产物的影响。研究发现在出口温度相同时,壁面温度和停留时间是影响裂解深度的两个重要因素:首先,停留时间随反应管长成倍增加,但仅当燃料出口温度达到650℃对裂解深度的贡献才开始占优,壁面温度大于停留时间对裂解进程的影响;其次,在体相温度不足以使正癸烷的C-H键或C-C键断裂产生自由基时,较高的壁面温度可能引发大量自由基形成,加快了反应速率,较高的壁面温度利于烯烃的产生。本文基于正癸烷在超临界条件下的热裂解反应机理,建立了关于超临界条件下正癸烷流动传热及裂解吸热反应的数值模型,采用该模型对正癸烷进行了数值模拟,理论计算和实验都很好验证了高速流动的流体存在热边界层,较高的壁面温度引发热边界层,从而加快了裂解进程。