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柴油机燃烧过程中多环芳香烃的生成机理

重庆大学学报（自然科学版） 2012年第10期35卷 85-92页

作者：王峰郑朝蕾何祖威重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

以正庚烷和甲苯作为柴油燃料替代混合物,构建了1个包含多环芳香烃(PAHs)的柴油燃料替代混合物燃烧化学动力学机理,PAHs的生成考虑到5个苯环。该机理包括153种组分,697个基元反应。在激波管、正庚烷预混火焰和均质充量压燃着火发动机条... 详细信息

以正庚烷和甲苯作为柴油燃料替代混合物,构建了1个包含多环芳香烃(PAHs)的柴油燃料替代混合物燃烧化学动力学机理,PAHs的生成考虑到5个苯环。该机理包括153种组分,697个基元反应。在激波管、正庚烷预混火焰和均质充量压燃着火发动机条件下对该机理进行了验证,结果表明构建的机理在HCCI燃烧方面的预测性能是可靠的,可以进一步简化,进而为CFD多维模型与化学反应动力学模型相耦合计算燃烧和排放提供了可行的途径。

关键词：柴油替代燃料多环芳香烃充量压燃着火

二甲醚重整气对二甲醚均质压燃影响的数值模拟

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内燃机学报 2013年第4期31卷 337-342页

作者：郑朝蕾李善良重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400030

应用单区模型结合详细化学反应动力学机理,计算了添加二甲醚重整气对二甲醚HCCI燃烧过程的影响,并从化学动力学角度详细分析了重整气组分对燃烧机理的影响.结果表明:添加重整气可以提高缸内压力和温度,延迟着火时刻,在一定程度上拓宽发... 详细信息

应用单区模型结合详细化学反应动力学机理,计算了添加二甲醚重整气对二甲醚HCCI燃烧过程的影响,并从化学动力学角度详细分析了重整气组分对燃烧机理的影响.结果表明:添加重整气可以提高缸内压力和温度,延迟着火时刻,在一定程度上拓宽发动机的负荷范围;H2和CO都能提高缸内的压力和温度,在添加相同量时,CO能获得更高的缸内压力和温度峰值,着火时刻的延迟主要受H2的影响;H2主要是在低温反应阶段通过消耗OH自由基来控制着火,CO主要参与高温氧化反应放出大量热量.

关键词：均质充量压燃二甲醚着火控制燃料重整氢气一氧化碳

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车载二甲醚水蒸气重整制氢热力学分析

农业机械学报 2013年第9期44卷 1-6页

作者：郑朝蕾李善良重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400030

针对车载二甲醚水蒸气重整制氢反应体系,分析了重整体系的热力学效率;计算了体系中主要反应的化学平衡常数随温度的变化关系;确立了反应体系的独立方程并进行了热力学平衡计算,研究了水醚比、温度、压力等对平衡的影响。结果表明:重整... 详细信息

针对车载二甲醚水蒸气重整制氢反应体系,分析了重整体系的热力学效率;计算了体系中主要反应的化学平衡常数随温度的变化关系;确立了反应体系的独立方程并进行了热力学平衡计算,研究了水醚比、温度、压力等对平衡的影响。结果表明:重整气比二甲醚最高可增加15.45%的低热值;二甲醚在温度大于473 K、水醚比大于2时具有很高的转化率,平衡浓度接近于零;重整气中主要成分是H2、CO和CO2,其中H2含量最高,最大浓度为72%;二甲醚中碳元素在高温、低水醚比时主要生成CO,在低温、高水醚比时主要生成CO2;压力对反应平衡浓度影响很小。

关键词：二甲醚水蒸气重整氢气热力学分析

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边界条件对正庚烷均质压燃燃烧过程的影响

内燃机学报 2006年第5期24卷 421-427页

作者：郑朝蕾尧命发天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

应用零维详细化学反应动力学模型,对不同边界条件下正庚烷(n-heptane)均质压燃燃烧反应的化学反应动力学过程进行了数值模拟研究,得出了以初始温度和燃料当量空燃比这两类边界条件为函数,压缩比为17,转速为1 400 r／min的HCCI全工况解... 详细信息

应用零维详细化学反应动力学模型,对不同边界条件下正庚烷(n-heptane)均质压燃燃烧反应的化学反应动力学过程进行了数值模拟研究,得出了以初始温度和燃料当量空燃比这两类边界条件为函数,压缩比为17,转速为1 400 r／min的HCCI全工况解。结果表明:HCCI燃烧分为完全燃烧区域、低温反应和蓝焰反应区域、仅发生低温反应区域和失火区域;不发生热焰反应的关键是反应H+O2=O+OH进行程度浅,不能生成足够的OH自由基使CO氧化成CO2;蓝焰反应也不发生而仅发生低温反应的关键是H2O2分解反应的进行程度浅,H2O2只有在缸内温度达到1 000 K时才能快速分解,这就不能生成足够的OH自由基使甲醛转化成CO;低温反应和蓝焰反应区域是高CO排放区,仅发生低温反应的区域是高甲醛排放区。

关键词：均质充量压燃(HCCI) 正庚烷化学反应动力学模型自由基

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分层充量压燃简化动力学模型及燃烧机理

燃烧科学与技术 2011年第2期17卷 133-141页

作者：郑朝蕾尧命发重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400030 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

在前期工作的基础上,加入了与浓混合气相关的反应,构建了适合分层压燃的简化动力学模型,包括39种物质和49个基元反应.新构建的分层压燃简化动力学模型,零维模拟的结果与详细机理吻合很好;与三维CFD耦合模拟的结果与预混/直喷条件下的实... 详细信息

在前期工作的基础上,加入了与浓混合气相关的反应,构建了适合分层压燃的简化动力学模型,包括39种物质和49个基元反应.新构建的分层压燃简化动力学模型,零维模拟的结果与详细机理吻合很好;与三维CFD耦合模拟的结果与预混/直喷条件下的实验结果吻合也很好.对于预混/直喷分层燃烧来说,低温反应最先发生在压缩余隙和凹坑内活塞表面附近的燃料均质分布的区域,而高温反应最先发生在喷雾导致的浓混合气区域.到低温反应结束为止,缸内生成的H2O2和CH2O浓度分布不均匀,混合气较浓的区域生成的H2O2和CH2O浓度较大.高温反应开始后,浓混合气区域温度比燃料均质分布的区域高,因此在较浓的混合气区域,H2O2、CH2O、HCO和CO等重要中间产物消耗的速度都比燃料均质分布的区域快.

关键词：分层充量压燃正庚烷简化动力学模型燃烧机理

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正庚烷均质压燃燃烧简化动力学模型

燃烧科学与技术 2005年第6期11卷 547-553页

作者：郑朝蕾尧命发天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

在详细化学反应动力学研究的基础上,通过对正庚烷均质压燃燃烧各阶段反应途径分析和敏感性分析, 构建了一个新的包括35种物质和41个基元反应的正庚烷均质压燃简化动力学模型．在发动机模拟方面,对此模型进行有效性分析,结果表明,在一定... 详细信息

在详细化学反应动力学研究的基础上,通过对正庚烷均质压燃燃烧各阶段反应途径分析和敏感性分析, 构建了一个新的包括35种物质和41个基元反应的正庚烷均质压燃简化动力学模型．在发动机模拟方面,对此模型进行有效性分析,结果表明,在一定的边界条件范围内,简化动力学模型在着火时刻、缸内温度和压力方面都与详细动力学模型吻合较好,简化动力学模型适用于模拟HCCI部分燃烧边界条件．

关键词：均质充量压燃正庚烷详细动力学模型简化动力学模型

适用于HCCI燃烧的汽油替代燃料化学动力学简化模型（英文）

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物理化学学报 2015年第7期31卷 1265-1274页

作者：郑朝蕾梁振龙重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

建立了一个适用于由正庚烷、异辛烷、甲苯和二异丁烯组成的汽油替代燃料均质压燃着火(HCCI)燃烧过程的简化机理模型,包含103种组分199个反应.二异丁烯主要通过燃料的脱氧反应消耗掉,生成三种同分异构体,JC8H15-A、JC8H15-B和JC8H15-D;... 详细信息

建立了一个适用于由正庚烷、异辛烷、甲苯和二异丁烯组成的汽油替代燃料均质压燃着火(HCCI)燃烧过程的简化机理模型,包含103种组分199个反应.二异丁烯主要通过燃料的脱氧反应消耗掉,生成三种同分异构体,JC8H15-A、JC8H15-B和JC8H15-D;燃料的分解反应也是二异丁烯的另外一条主要消耗路径,生成两种重要的C4产物,TC4H9和IC4H7.这些产物是CH2O的主要来源.甲苯掺比燃料(TRF)机理主要是基于Andrae等建立的TRF半详细机理,甲苯和二异丁烯子机理是通过路径分析和敏感性分析得到.简化机理能够很好地模拟激波管里的着火延迟和HCCI发动机实验,由此可知,本文提出的简化机理用来模拟HCCI燃烧是可靠的.

关键词：反应机理汽油替代着火延迟时间反应路径均质压燃着火

适用于HCCI发动机的基础燃料化学动力学模型Ⅰ:比较现有模型

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内燃机学报 2011年第1期29卷 36-42页

作者：郑朝蕾张庆峰何祖威王迎重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400030

随着HCCI燃烧技术的不断发展,燃料化学动力学机理在燃烧计算中发挥着越来越重要的作用.纵览了近年来基础燃料各种不同类型反应机理与试验研究情况,为评价现有反应机理对HCCI发动机燃烧过程的适用性,将机理模型的计算结果与HCCI燃烧相关... 详细信息

随着HCCI燃烧技术的不断发展,燃料化学动力学机理在燃烧计算中发挥着越来越重要的作用.纵览了近年来基础燃料各种不同类型反应机理与试验研究情况,为评价现有反应机理对HCCI发动机燃烧过程的适用性,将机理模型的计算结果与HCCI燃烧相关试验进行了综合比较验证.通过4种典型基础燃料机理的计算与激波管、速压机和HCCI发动机等试验数据的比较发现,由于各反应机理构建的目的和方法不同,以及针对个别验证试验作出的参数调整,各机理在不同试验状况下性能各异,为此提出了构建适用于HCCI发动机的基础燃料简化机理的必要性.

关键词：基础燃料均质充量压燃发动机化学动力学机理

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汽油替代物辛烷值预测与组分比例确定模型

西南交通大学学报 2015年第3期50卷 523-528,549页

作者：郑朝蕾覃炎忻重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

基于响应曲面法(response surface methodology,RSM),建立了用于预测甲苯掺比燃料(toluene reference fuel,TRF)替代汽油燃料的辛烷值和确定其组分比例的数学模型,并应用该模型的一阶模型(first order model,FOM)、二阶模型(second order model,SOM)和三阶模型(third order model,TOM)预测TRF辛烷值和确定TRF组分比例.结果表明:在已知组分比例下,用FOM模型和TOM模型在预测对应TRF法辛烷值和马达法辛烷值时,预测结果远优于FOM模型;在已知TRF法辛烷值和马达法辛烷值条件下,TOM模型预测TRF构成比例的相对误差在8%以内,优于SOM模型,表明基于RSM建立的TOM模型能够准确的预测TRF燃料辛烷值和确定TRF燃料的构成比例.

关键词：汽油替代物甲苯参比燃料辛烷值比例