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Effect of 2,5-dimethylfuran addition on ignition delay times of n-heptane at high temperatures

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Frontiers in Energy 2019年第3期13卷 464-473页

作者： Zhenhua GAO Erjiang HU Zhaohua XU geyuan yin Zuohua HUANG State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering Xi'an Jiaotong UniversityXi'an 710049China

The shock tube autoignition of 2,5-dimethylfuran (DMF)/n-heptane blends (DMF)/n-100%, by mole fraction) with equivalence ratios of 0.5, 1.0, and 2.0 over the temperature range of 1200-1800 K and pressures of 2.0 atm and 10.0 atm were investigated. A detailed blend chemical kinetic model resulting from the merging of validated kinetic models for the components of the fuel blends was developed. The experimental observations indicate that the ignition delay times nonlinearly increase with an increase in the DMF addition level. Chemical kinetic analysis including radical pool analysis and flux analysis were conducted to explain the DMF addition effects. The kinetic analysis shows that at lower DMF blending levels, the two fuels have negligible impacts on the consumption pathways of each *** the DMF addition increases to relatively higher levels, the consumption path of n-heptane is significantly changed due to the competition of small radicals, which primarily leads to the nonlinear increase in the ignition delay times of DMF/n-heptane blends.

关键词： ignition delay time shock tube kinetic model 2,5-dimethylfuran (DMF) n-heptane

Experimental and kinetic study on laminar flame speeds of ammonia/syngas/air at a high temperature and elevated pressure

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Frontiers in Energy 2022年第2期16卷 263-276页

作者： geyuan yin Chaojun WANG Meng ZHOU Yajie ZHOU Erjiang HU Zuohua HUANG State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of the Ministry of Education Department of Thermal EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084China

The laminar flame speeds of ammonia mixed with syngas at a high pressure, temperature, and different syngas ratios were measured. The data obtained were fitted at different pressures, temperatures, syngas ratios, and equivalence ratios. Four kinetic models (the Glarborg model, Shrestha model, Mei model, and Han model) were compared and validated with experimental data. Pathway, sensitivity and radical pool analysis are conducted to find out the deep kinetic insight on ammonia oxidation and NO formation. The pathway analysis shows that H abstraction reactions and NHi combination reactions play important roles in ammonia oxidation. NO formation is closely related to H, OH, the O radical produced, and formation reactions. NO is mainly formed from reaction, HNO+ H= NO+ H2. Furthermore, both ammonia oxidation and NO formation are sensitive to small radical reactions and ammonia related reactions.

关键词： ammonia mixed with syngas laminar flame speed kinetic model sensitivity analysis pathway analysis

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氨气掺混二甲醚燃料层流的燃烧特性研究

工程热物理学报 2022年第8期43卷 2249-2255页

作者：肖波殷阁媛胡二江黄佐华西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

本文研究了氨气掺混二甲醚混合燃料的燃烧特性,在定容燃烧弹中测量了初始压力为0.1 MPa、0.2 MPa、0.5 MPa,初始温度298 K、373 K、423 K,当量比范围为0.7~1.6的氨气掺混二甲醚混合燃料的层流燃烧速度。通过将模型预测值与实验值进行比... 详细信息

本文研究了氨气掺混二甲醚混合燃料的燃烧特性,在定容燃烧弹中测量了初始压力为0.1 MPa、0.2 MPa、0.5 MPa,初始温度298 K、373 K、423 K,当量比范围为0.7~1.6的氨气掺混二甲醚混合燃料的层流燃烧速度。通过将模型预测值与实验值进行比较,发现模型很好地预测了实验结果。反应路径分析的表明,二甲醚燃烧主要先生成甲醛,再通过氧化生成醛基,对于氨,NH_(2),NH是重要的中间产物,H、OH、O自由基对路径影响很大。在不同温度和不同当量比条件下进行敏感性分析,发现对层流燃烧速度影响较大的基元反应。

关键词：氨气二甲醚层流燃烧速度敏感性分析路径分析

采用神经网络与贝叶斯反演法自动优化乙酸化学反应动力学模型

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西安交通大学学报 2023年第7期57卷 130-138页

作者：殷阁媛肖波胡二江黄佐华西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

为了解决传统化学反应动力学模型构建效率低、不确定度无法准确衡量的问题,提出了基于实验数据驱动的模型智能化构建方法。利用人工神经网络和马尔可夫蒙特卡罗链加速贝叶斯反演法的求解,基于层流火焰速度实验数据自动优化乙酸模型。仿... 详细信息

为了解决传统化学反应动力学模型构建效率低、不确定度无法准确衡量的问题,提出了基于实验数据驱动的模型智能化构建方法。利用人工神经网络和马尔可夫蒙特卡罗链加速贝叶斯反演法的求解,基于层流火焰速度实验数据自动优化乙酸模型。仿真结果表明:通过增加神经网络样本数和隐藏层数使测试集的误差小于1%,满足化学反应动力学替代模型的要求;神经网络能够产生大量样本,有效减少马尔可夫链取样过程的误差以提高收敛效率;利用层流火焰速度实验数据约束后,反应CH_(2)CO_(2)H+H=CH_(2)CO+H_(2)O的速率常数的后验概率相对于先验概率发生了显著变化,均值在优化后增大了10倍,误差明显减小,该反应对乙酸层流速度的影响最为显著;优化后的化学反应动力学模型能够准确预测不同温度下的层流火焰速度,并且约束后的模型不确定度明显降低。研究结果可为化学反应动力学模型的实际工程应用提供参考。

关键词：化学反应动力学模型乙酸神经网络贝叶斯反演法

乙酸基+O_(2)及其分解异构化反应速率常数计算和不确定度分析

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西安交通大学学报 2023年第5期57卷 109-117页

作者：殷阁媛肖波胡二江黄佐华西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

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O_(2)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... 详细信息

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O_(2)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O_(2)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O_(2)CH_(2)CO_(2)H自由基直接分解为CH_(2)O_(2)H+CO_(2)。随着压力升高,化学活化的O_(2)CH_(2)CO_(2)H碰撞稳定后生成O_(2)CH_(2)CO_(2)H,O_(2)CH_(2)CO_(2)H则在后续反应中分解为CH_(2)O_(2)H+CO_(2)。乙酸自由基在分解时,CO_(2)+CH_(3)产物通道占据主导地位。基于计算结果改进了原有乙酸模型,改进后的模型能够更好地预测层流燃烧速度,并且乙酸基存在更多的消耗路径,与量化计算结果一致。

关键词：酸雨乙酸无势垒反应主方程理论

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改进的圆柱面接触热阻模型及其应用

低温工程 2014年第3期 16-21页

作者：殷阁媛厉彦忠郑江西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

在惯性约束核聚变冷冻靶系统中,硅冷却臂与封装套的装配面会产生显著的接触热阻。为了预测该热阻,提出了一种改进的适用于柱面接触且有胶粘剂填充装配间隙的接触热阻计算模型,该模型计算了通过材料接触部分和接触间隙的传热。用柱面裸... 详细信息

在惯性约束核聚变冷冻靶系统中,硅冷却臂与封装套的装配面会产生显著的接触热阻。为了预测该热阻,提出了一种改进的适用于柱面接触且有胶粘剂填充装配间隙的接触热阻计算模型,该模型计算了通过材料接触部分和接触间隙的传热。用柱面裸接触的实验数据对模型进行了验证。分析结果表明采用较光滑的接触面和导热系数较大的胶粘剂可有效降低接触热阻,而装配应力及胶在固体上的接触角对接触热阻影响不大。

关键词：接触热阻改进模型封装套胶

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辐射换热对冷冻靶温度影响的数值分析

强激光与粒子束 2015年第6期27卷 150-156页

作者：殷阁媛厉彦忠郑江陈鹏玮罗怀桦西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为了研究辐射换热对惯性约束聚变间接驱动靶系统的温度场影响,建立了带有辐射屏蔽罩的冷冻靶系统数值计算模型,利用FLUENT软件的离散坐标辐射模型分析了系统的辐射换热,并对影响辐射换热的相关结构和参数进行了模拟优化。结果表明:采用... 详细信息

为了研究辐射换热对惯性约束聚变间接驱动靶系统的温度场影响,建立了带有辐射屏蔽罩的冷冻靶系统数值计算模型,利用FLUENT软件的离散坐标辐射模型分析了系统的辐射换热,并对影响辐射换热的相关结构和参数进行了模拟优化。结果表明:采用双层屏蔽罩、减小屏蔽罩的发射率、增大屏蔽罩的散射分数和金腔的吸收率、增设暴风窗,均可有效减小靶丸与外界的辐射换热,从而改善靶丸表面的温度均匀性。

关键词：冷冻靶辐射换热辐射屏蔽罩暴风窗

基于LIBS研究丙烷层流预混火焰温度和当量比的空间分布

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航空动力学报 2023年第4期38卷 870-877页

作者：刘新王朝君胡二江殷阁媛黄佐华西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

激光诱导击穿光谱(LIBS)是监测燃烧过程关键参数的重要手段之一。为此搭建了LIBS三维可移动实验测量平台,结合等离子体能量和光谱研究了丙烷层流预混火焰的空间结构,得到了不同当量比和不同高度的温度趋势和当量比空间分布。结果表明:... 详细信息

激光诱导击穿光谱(LIBS)是监测燃烧过程关键参数的重要手段之一。为此搭建了LIBS三维可移动实验测量平台,结合等离子体能量和光谱研究了丙烷层流预混火焰的空间结构,得到了不同当量比和不同高度的温度趋势和当量比空间分布。结果表明:本生灯火焰预混燃烧区厚度随高度增加而增加;H、N、O的谱线强度和等离子体能量变化趋势一致,说明粒子体积分数是影响等离子体能量的主因。通过标定H656和N746的谱线强度比值与当量比的关系得到了局部当量比的空间分布。

关键词：丙烷本生灯预混火焰激光诱导击穿光谱温度当量比

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介质阻挡放电等离子体辅助氨制氢研究

工程热物理学报 2023年第11期44卷 3125-3131页

作者：高一博周萌胡二江殷阁媛黄佐华西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

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... 详细信息

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。

关键词：氨气氢气介质阻挡放电纳秒脉冲放电非平衡等离子体