C_2H_6/H_2混合气着火特性的实验与化学动力学研究

利用高压激波管实验装置测量了化学计量比下的C2H6/H2/O2/Ar混合气的着火延迟期,实验的温度范围为900～1 700 K,压力为1.2～16倍标准大气压.实验结果表明：当混合气中C2H6的摩尔分数xc2H6＞30％时,着火延迟期与温度和压力呈现出了典型的Arrhenius依赖性;当3％≤xC2H6＜30％时,着火延迟期与温度仍呈现出Arrhenius关系,但是压力越高全局活化能越高;当xC2H6≤3％时,着火延迟期与温度和压力呈现出复杂的依赖关系.模拟结果表明：xc2H6对C2H6/H2混合气着火延迟期的影响是非线性的,NUIG Aramco Mech 1.3机理可以很好地预测出实验结果;通过化学反应路径分析和标准化的H自由基分析,可以解释着火延迟期对xC2H6的依赖关系.

汽油压燃发动机中燃烧化学动力学特性的模拟

利用PRF70掺混燃料作为汽油表征燃料进行仿真研究,将三维计算软件CONVERGE和Chemkin结合,研究了汽油压燃燃烧反应过程的主要放热反应并对其进行了相关的化学反应路径分析。结果表明:在汽油压燃燃烧反应过程中,不同反应对总放热率的贡献不同,由HCO+O_2CO+HO_2、CH2O+OHHCO+H2O、CH2CCH2OH+O_2CH2OH+CO+CH2O是燃料燃烧过程中对放热贡献最大的3个反应,其放出的热量远大于其他反应;汽油压燃燃烧反应过程中参与夺氢反应的自由基主要有4种,分别是HO_2、OH、H、O,在不同曲轴转角处上述4种自由基参与夺氢反应的重要性不同,HO_2夺氢反应所占比例始终领先其他3种,H、O参与的夺氢反应所占比例随曲轴转角的增加而增加,相应的OH参与夺氢反应所占比例减少;汽油压燃燃烧反应过程中,随着曲轴转角的变化,缸内温度升高,异辛烷发生高温裂解的比例增加。

O3对甲烷／空气着火过程的影响

本文基于零维均质着火系统研究了非平衡等离子中臭氧(O_3)对甲烷/空气着火过程的影响,并通过化学反应路径分析揭示了O_3促进甲烷/空气着火的化学反应机理。研究结果表明,O_3促进甲烷/空气着火主要是通过化学反应动力学效应来实现的,热效应的影响十分有限。在不添加O_3时,甲基的氧化速率缓慢,从而导致甲烷/空气不易着火;在添加O_3后,甲基可以通过反应CH_3+O=CH_2O+H,CH_3+O=CO+H+H_2以及CH_3+HO_2=CH_3O+OH被迅速氧化,因此O_3能够促进甲烷/空气的着火。