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高温高压下乙烷乙烯着火延迟时间测定和动力学建模

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石油炼制与化工 2023年第7期54卷 34-40页

作者：马守涛姜杰孙冰孟睿佶朱云峰徐伟中石化安全工程研究院有限公司山东青岛266071 化学品安全控制国家重点实验室

为研究乙烯乙烷在高温高压下的着火特性,采用试验与动力学建模工具考察了乙烷乙烯与氧气混合气在不同工况下的着火延迟时间变化规律。试验结果表明:在试验温度为680~800 K范围内,压力为1.0 MPa时,乙烯乙烷没有发生自着火现象;而当压力为... 详细信息

为研究乙烯乙烷在高温高压下的着火特性,采用试验与动力学建模工具考察了乙烷乙烯与氧气混合气在不同工况下的着火延迟时间变化规律。试验结果表明:在试验温度为680~800 K范围内,压力为1.0 MPa时,乙烯乙烷没有发生自着火现象;而当压力为2.0 MPa时,乙烷乙烯会发生自着火现象,乙烯的起始着火温度低于乙烷的起始着火温度,且温度越高着火延迟时间越短。此外,对乙烯乙烷自着火过程的敏感性和反应途径分析结果显示:促进乙烷自着火的反应是脱氢和生成•C_(2)H_(5)、•OH自由基的基元反应,促进乙烯自着火的反应是氧化或脱氢等生成活泼自由基•HCO,•O,•OH,•C_(2)H_(3)的基元反应;对乙烯乙烷自着火起抑制作用的是消耗•OH、•HO_(2)等自由基,生成稳定化合物的反应;氧化脱氢是使乙烯、乙烷发生链引发而自着火的初始步骤,其反应速率对着火延迟时间影响很大。

关键词：乙烷乙烯着火延迟化学动力学

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二甲醚对正丁烷着火延迟期影响的机理研究

内燃机学报 2013年第6期31卷 489-494页

作者：胡二江黄佐华姜雪张家祥满兴家西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

利用激波管试验平台和Chemkin软件对二甲醚/正丁烷混合燃料在不同掺混比、不同温度和压力下的着火延迟期进行了试验测量和化学反应动力学分析.基于试验数据,提出了一个新的化学反应机理New Mech C5,能够很好地预测正丁烷、二甲醚及其混... 详细信息

利用激波管试验平台和Chemkin软件对二甲醚/正丁烷混合燃料在不同掺混比、不同温度和压力下的着火延迟期进行了试验测量和化学反应动力学分析.基于试验数据,提出了一个新的化学反应机理New Mech C5,能够很好地预测正丁烷、二甲醚及其混合物的着火延迟期.结果表明,随着混合气中二甲醚掺混比例的增加,二甲醚/正丁烷的着火延迟期缩短,这主要是二甲醚的加入导致着火过程中自由基池浓度的增加.敏感性分析发现,在高温试验条件下,影响着火延迟期的主要反应为小分子自由基反应.混合燃料中二甲醚比例增大时,无论是二甲醚还是正丁烷的第一步脱氢反应比例均降低,单分子分解反应比例增大.

关键词：二甲醚正丁烷激波管着火延迟化学反应动力学

己酸甲酯和正丁醇混合燃料着火延迟试验和模拟

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内燃机学报 2014年第3期32卷 202-208页

作者：杨鑫杨峥王玥刘文佳吕兴才上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

通过一台快速压缩机开展了己酸甲酯和正丁醇混合燃料着火延迟的试验.混合气初始温度为353,K,当量比为1.0,采用79%的Ar/N2混合气进行稀释,上止点压力分别为1.1、1.5和2.0,MPa,正丁醇在混合燃料中的比例分别为0、40%和60%,压缩上止点温度... 详细信息

通过一台快速压缩机开展了己酸甲酯和正丁醇混合燃料着火延迟的试验.混合气初始温度为353,K,当量比为1.0,采用79%的Ar/N2混合气进行稀释,上止点压力分别为1.1、1.5和2.0,MPa,正丁醇在混合燃料中的比例分别为0、40%和60%,压缩上止点温度为660~830,K.利用CHEMKIN软件在较宽温度范围内对混合燃料着火延迟进行了模拟比较.结果表明:己酸甲酯/正丁醇的着火延迟随温度变化表现出3阶段燃烧特性,具有明显的负温度系数现象.混合燃料的着火延迟随压缩压力的增大而减小,随正丁醇预混比的增大而增加,正丁醇可减弱混合燃料燃烧爆震倾向.低温燃烧时,混合燃料中的己酸甲酯和正丁醇都呈现两阶段反应特征.高温燃烧时,混合燃料中的己酸甲酯和正丁醇都呈现出单阶段反应现象.正丁醇的加入对己酸甲酯的低温反应路径有较为明显的影响,对其高温反应路径影响不大.

关键词：生物柴油己酸甲酯正丁醇快速压缩机着火延迟

O_2/CO_2气氛下着火延迟特性影响因素分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2012年第6期40卷 109-112页

作者：赵然刘豪钟孝蛟邱建荣武汉纺织大学环境工程学院湖北武汉430073 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

采用详细化学反应动力学方法研究了3种烷烃燃料(正戊烷、正己烷和正庚烷)在O2/CO2气氛及空气气氛下的着火延迟特性,探讨了初始温度为1 000～1 350K,压力为1.6～4.0MPa,过氧系数为0.7～1.3条件下,不同燃烧气氛、CO2体积分数、温度、压力... 详细信息

采用详细化学反应动力学方法研究了3种烷烃燃料(正戊烷、正己烷和正庚烷)在O2/CO2气氛及空气气氛下的着火延迟特性,探讨了初始温度为1 000～1 350K,压力为1.6～4.0MPa,过氧系数为0.7～1.3条件下,不同燃烧气氛、CO2体积分数、温度、压力、过氧系数等因素对3种烷烃燃料着火延迟的影响规律.结果表明:在相同初始O2体积分数条件下,高CO2体积分数气氛下3种烷烃燃料的着火延迟时间比空气气氛下明显延长;随着燃烧系统中初始CO2体积分数的增加,3种烷烃燃料的着火延迟时间进一步增加,O2/CO2气氛下出现着火延迟现象不仅与CO2的热物性有关,还与燃烧系统内CO2的化学反应动力学作用有关.

关键词：氧燃烧着火延迟燃烧特性二氧化碳化学反应动力学

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碳碳双键对3-己烯酸甲酯着火延迟的影响

上海交通大学学报 2018年第4期52卷 437-446页

作者：于亮吴丹阳吕兴才上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

为了研究己烯酸甲酯在均质压燃条件下的着火规律,通过一台快速压缩机开展了3-己烯酸甲酯(mhx3d)在上止点压力为1.1,1.5,2.0MPa,当量比为0.5,1.0,1.5条件下的着火试验.并将mhx3d着火延迟与己酸甲酯(mhx)在上止点压力为1.5,2.0MPa,当量比... 详细信息

为了研究己烯酸甲酯在均质压燃条件下的着火规律,通过一台快速压缩机开展了3-己烯酸甲酯(mhx3d)在上止点压力为1.1,1.5,2.0MPa,当量比为0.5,1.0,1.5条件下的着火试验.并将mhx3d着火延迟与己酸甲酯(mhx)在上止点压力为1.5,2.0MPa,当量比为1时的实验结果进行了对比.使用CHEMKIN-PRO软件对mhx3d和mhx在较宽的温度范围内的着火延迟进行模拟,并进行了反应物浓度分析、敏感性分析和反应路径分析,研究了影响着火的重要基元反应.此外,在mhx3d中加入正丁醇(比例20%,40%,60%)来研究正丁醇对mhx3d着火延迟的影响.结果表明:mhx3d的当量比减少会增大着火延迟,减小最大燃烧压力;mhx3d的着火延迟随着正丁醇含量的增加而增大;mhx3d的着火延迟会随上止点压力的增大而减少;与mhx相比,mhx3d不存在明显的负温度系数现象,这是因为mhx3d中含有碳碳双键.试验测量了mhx3d的着火延迟,揭示了双键结构对mhx3d着火的影响.

关键词：快速压缩机着火延迟 3-己烯酸甲酯己酸甲酯碳碳双键正丁醇

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甲醇中低温着火延迟时间的计算模型

燃烧科学与技术 2016年第6期22卷 522-526页

作者：杨浩林霍杰鹏蒋利桥汪小憨赵黛青中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室广州510640

研究了甲醇在中低温条件下的氧化特性,通过对详细反应机理的分析,得到一个九步的骨干机理,在1,500,K下其着火延迟时间预测值与详细机理的预测值基本一致.通过理论分析着火感应期内占主导作用的自由基行为,最后得到了一条能用于估算甲醇... 详细信息

研究了甲醇在中低温条件下的氧化特性,通过对详细反应机理的分析,得到一个九步的骨干机理,在1,500,K下其着火延迟时间预测值与详细机理的预测值基本一致.通过理论分析着火感应期内占主导作用的自由基行为,最后得到了一条能用于估算甲醇中低温着火延迟时间的显式公式.该公式显示甲醇在中低温下的着火延迟时间主要取决于CH3OH+HO_2→CH_2OH+H_2O_2的反应速率.该反应对甲醇在中低温下氧化特性有重要的影响.

关键词：甲醇着火延迟中低温反应动力学

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高浓度CO2对柴油着火延迟特性的影响

科学技术与工程 2020年第36期20卷 14929-14934页

作者：盛瑜琪刘永峰李志军姚圣卓梁兴雨何旭北京建筑大学机电与车辆工程学院城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室北京100044 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为了研究柴油在高浓度CO2环境中的着火延迟特性,提出适用于该环境下的着火延迟时间公式。该公式考虑了CO2的热效应和第三体效应对着火延迟的影响,分析了CO2浓度与着火延迟的关系,运用Chemkin模拟了CO2对OH自由基生成速率的影响。对该环... 详细信息

为了研究柴油在高浓度CO2环境中的着火延迟特性,提出适用于该环境下的着火延迟时间公式。该公式考虑了CO2的热效应和第三体效应对着火延迟的影响,分析了CO2浓度与着火延迟的关系,运用Chemkin模拟了CO2对OH自由基生成速率的影响。对该环境下柴油的着火问题进行了定容燃烧弹的可视化实验研究和仿真计算。结果表明:着火延迟时间公式在CO2物质的量分数小于60%时能够有效表达CO2对着火延迟时间的影响;CO2物质的量分数大于60%时,反应H2O2+M→20H+M中的第三体效率降低导致着火延迟增长变慢。

关键词： O2/CO2燃烧着火延迟柴油高浓度CO2

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正丁醇着火延迟特性的数值模拟

实验室研究与探索 2010年第2期29卷 4-7,19页

作者：荣英飞张纪鹏王德昌马永志青岛大学机电工程学院山东青岛266071

在对正丁醇物化性能研究的基础上,利用Chemkin程序模拟计算了正丁醇着火延迟特性,研究了不同边界条件对正丁醇着火延迟时间的影响,同时与乙醇着火延迟时间进行了比较分析。对应计算结果,从反应机理的角度分析了影响正丁醇着火延迟的主... 详细信息

在对正丁醇物化性能研究的基础上,利用Chemkin程序模拟计算了正丁醇着火延迟特性,研究了不同边界条件对正丁醇着火延迟时间的影响,同时与乙醇着火延迟时间进行了比较分析。对应计算结果,从反应机理的角度分析了影响正丁醇着火延迟的主要原因。研究结果表明,正丁醇混合气的着火延迟随温度、压力、当量比增加而缩短,正丁醇着火延迟时间明显长于乙醇;着火延迟时间受温度影响较大,主要原因是低温下正丁醇链引发反应中脱氢反应占主导地位,较难快速形成着火自由基,而随着温度升高,正丁醇的C—C断裂反应加快活性自由基数量的增长使得着火延迟缩短。

关键词：代用燃料正丁醇着火延迟数值模拟

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甲醇对氨着火特性的影响与动力学分析

工程热物理学报 2023年第7期44卷 1994-2004页

作者：李新马志豪金亦凡王鑫习志等胡世纪褚祥林河南科技大学车辆与交通工程学院洛阳471003 宜宾职业技术学院汽车与轨道交通学院宜宾644000

利用激波管试验平台测量了氨/甲醇混合气在不同当量比、不同掺混比、高温中低压条件下的着火延迟期。基于试验数据,提出了一个新的组合简化模型(NH_(3)-M),能够较好地预测氨/甲醇混合气的着火延迟期,基于该模型进行了化学反应动力学分... 详细信息

利用激波管试验平台测量了氨/甲醇混合气在不同当量比、不同掺混比、高温中低压条件下的着火延迟期。基于试验数据,提出了一个新的组合简化模型(NH_(3)-M),能够较好地预测氨/甲醇混合气的着火延迟期,基于该模型进行了化学反应动力学分析。结果表明,添加5%(摩尔分数)的甲醇可以使氨/甲醇混合气的着火延迟期缩短60%以上,氨/甲醇混合气着火延迟期的对数和着火温度的倒数均满足线性关系,影响该混合气的着火延迟期主要是OH、O、HO_(2)、H等小分子自由基,氨和甲醇最初的消耗均从脱氢反应开始,R224H+O_(2)=O+OH是敏感度最大的着火促进反应,R466:CH_(3)OH+NH_(2)=NH_(3)+CH_(3)O和R467:CH_(3)OH+NH_(2)=NH_(3)+CH_(2)OH并不直接促进着火,而是产生的中间产物进而生成活性物质促进了整个反应的进行。

关键词：氨甲醇激波管着火延迟化学反应动力学