柴油/天然气/氢气三燃料化学动力学机理的构建

为探究柴油、天然气、氢气3种燃料在发动机缸内的燃烧过程,构建了含120种组分、612步基元反应的柴油/天然气/氢气(DNH)三燃料机理。对DNH机理进行点火延迟敏感性分析、反应路径分析,调整关键反应指前因子,利用Chemkin验证DNH机理的点火延迟期和层流火焰速度,同时通过计算流体动力学耦合DNH动力学反应机理的方法,对发动机缸内纯柴油、柴油/天然气、柴油/天然气/氢气3种燃烧模式进行验证。结果表明:基于高碳数多组分柴油模型构建的DNH机理,其预测结果与点火延迟期、层流火焰速度试验数据均能良好吻合;计算流体动力学耦合DNH机理的计算结果与实验测量得到的发动机缸内压力和放热率变化一致,DNH机理适用于预测柴油/天然气/氢气三燃料发动机的缸内燃烧过程。

基于炔丙基与丁二炔生成第一个碳环的反应机理研究

第一碳环的形成是多环芳烃(PAHs)生成的关键速率控制步,探明第一碳环的生成机理对抑制PAHs生成至关重要。为探究第一碳环的生长过程,本研究利用平均局部离子化能(ALIE)和静电势(ESP)预测反应发生的位点,基于密度泛函(DFT)方法和过渡态理论(TST),计算炔丙基(C_(3)H_(3))+丁二炔(C_(4)H_(2))生成第一碳环的反应路径与化学动力学参数。结果表明,C_(3)H_(3)与C_(4)H_(2)加成反应形成五、六和七元环分子,其中,五元环形成速率最快,六元环最慢。在第一碳环的生成过程中,H转移和闭环反应所需的活化能较大、反应速率缓慢,其决定了第一碳环的生长速率。各碳环上的H转移反应速率取决于碳环上的C原子数量,其中,五元环最快,六元环最慢。本研究完善了碳氢燃料燃烧过程中第一碳环生成的反应动力学和热力学数据,可为PAHs的生成及预测提供有力的理论依据。