主碳链长度对脂肪酸甲酯扩散火焰碳烟生成及其演变规律的影响

研究主碳链长度对于脂肪酸甲酯的同轴层流扩散火焰中碳烟的生成及其演变规律的影响.针对丁酸甲酯、辛酸甲酯及癸酸甲酯扩散火焰,采用激光诱导炽光法,结合热泳探针取样后的透射电子显微镜图像,分析火焰中碳烟体积分数的2维分布及碳烟颗粒的形貌特征.实验结果表明:随着主碳链长度的增加,脂肪酸甲酯扩散火焰的碳烟体积分数增大,碳烟的生成与积聚更为提前,表面生长速率更快;通过化学反应动力学模拟3种脂肪酸甲酯的热解氧化反应,验证了激光诱导炽光法的实验结果;随着主碳链长度的增加,脂肪酸甲酯的热解起始温度有所降低,C2H2、C2H4等中间物质的产生有所增加,多环芳香烃的生成速率更快;通过对苯环生成路径的敏感性分析可知,在丁酸甲酯热解中,第1个苯环的形成主要为C4+C2的生成路径,而辛酸甲酯、癸酸甲酯热解中苯的形成有C4+C2、C3+C3两种生成路径,且C3+C3生成路径占主导地位.

基于光散射法测量低氧浓度下单颗粒煤挥发分燃烧火焰中碳烟生成过程的研究

以平顶山煤单颗粒做燃烧材料,运用光散射法耦合热泳探针取样技术,测量了平顶山煤火焰不同高度碳烟的质量,研究了煤单颗粒燃烧过程中碳烟的生成和演变。构建了一个能够精确垂直移动的光散射测量系统,测量火焰不同高度处的光散射强度。通过热泳探针取样法获得碳烟颗粒尺寸分布,并结合Mie散射理论,计算得到火焰稳定时不同高度的碳烟颗粒质量。结果表明,随着火焰高度升高,碳烟颗粒质量中值粒径先增大后减小。当火焰稳定燃烧时,在火焰高度H=10 mm处形成大量碳烟,随着火焰高度的升高,碳烟颗粒质量在H=10~30 mm处迅速下降,在H=10~20 mm处平顶山煤火焰中的碳烟颗粒质量下降了58.62%,当H>40 mm时,碳烟颗粒质量缓慢下降。