乙炔和C 9 H 12 航空模型燃料的低温氧化研究
发布时间：2023-03-11 19:23
作为液体运输燃料的重要组成部分,航空煤油常用作民用和军用航空动力装置的常规燃料。发展能够准确描述航空煤油燃烧特性的详细动力学模型对减少污染物排放和增强燃烧效率至关重要。航空煤油是由成百上千种组分构成的复杂碳氢化合物,其主要成分覆盖直链烷烃、支链烷烃、环烷烃和芳烃等不同类型烃类燃料。鉴于航空煤油的复杂特性,包含芳烃化合物等代表性成分的模型燃料被广泛地应用于模拟实际航空煤油和减小实际燃料的模型尺寸。本论文利用气相色谱和气质联用仪等燃烧诊断手段系统地研究了芳烃前驱体乙炔、C9H12芳烃燃料异丙苯和均三甲苯及其航空模型燃料在射流搅拌反应器中的低温氧化特性。在实验结果的基础上结合量子化学计算结果提出了覆盖气态小分子、单组分C9H12芳烃燃料和多组分航空模型燃料的动力学模型并对其进行了全面验证,结果表明提出的动力学模型在宽广实验条件下具有良好的预测可靠性和应用普适性。在第一章中,本论文简述了在航空煤油燃烧过程中污染物碳黑颗粒形成和生长过程中芳烃前驱体乙炔起着的重要作用。链烷基C9H
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 C9H12芳烃燃料研究现状
1.2.2 航空模型燃料研究现状
1.2.3 低温氧化研究现状
1.3 本论文研究目标
1.4 本章小结
第二章 实验与理论计算方法
2.1 引言
2.2 射流搅拌反应器低温氧化
2.2.1 气体燃料实验装置简介
2.2.2 液体燃料实验装置简介
2.2.3 射流搅拌反应器简介
2.3 基元反应速率计算方法
2.3.1 量子化学计算方法
2.3.2 基元反应速率常数计算
2.4 动力学模拟方法介绍
2.4.1 Chemkin简介
2.4.2 化学反应机理
2.4.3 热力学参数
2.4.4 传输数据
2.4.5 敏感性和反应路径分析
2.5 本章小结
第三章 乙炔低温氧化实验与模型研究
3.1 引言
3.2 实验与模型
3.2.1 实验装置与条件
3.2.2 模型建立和模拟方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 中间体分布规律
3.3.2 动力学模型评估
3.3.3 反应路径和敏感性分析
3.3.4 当量比对轻烃和含氧化合物的影响
3.3.5 芳烃化合物的生成
3.3.6 点火延迟模拟
3.4 本章小结
第四章 异丙苯低温氧化实验与模型研究
4.1 引言
4.2 低温氧化实验
4.3 动力学模型的建立
4.4 结果与讨论
4.4.1 实验和模拟结果对比
4.4.2 敏感性和反应路径分析
4.5 本章小结
第五章 均三甲苯低温氧化动力学模型研究
5.1 引言
5.2 模型的建构
5.3 实验数据
5.4 结果与讨论
5.4.1 总体讨论
5.4.2 均三甲苯在射流搅拌反应器里的低温氧化
5.4.3 均三甲苯低温氧化敏感性分析
5.4.4 均三甲苯低温氧化反应路径分析
5.4.5 均三甲苯在流动管中的高温氧化
5.4.6 均三甲苯点火延迟时间
5.5 本章小结
第六章 航空模型燃料低温氧化实验与模型研究
6.1 引言
6.2 低温氧化实验
6.3 模型的建构
6.3.1 正癸烷子机理的修改
6.3.2 均三甲苯和正癸烷的耦合反应
6.4 结果与讨论
6.4.1 实验和模拟结果对比
6.4.2 敏感性和反应路径分析
6.4.3 正癸烷在射流搅拌反应器里的氧化
6.4.4 正癸烷在流动管中的热解
6.4.5 宏观燃烧特性:点火延迟时间
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 本论文结论
7.2 本论文创新点
7.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间的科研成果
已发表论文
待投稿论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
附录
附录1: 乙炔核心机理
附录2: 异丙苯子机理
附录3: 均三甲苯子机理
附录4: 航空模型燃料子机理
致谢
本文编号：3760096
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 C9H12芳烃燃料研究现状
1.2.2 航空模型燃料研究现状
1.2.3 低温氧化研究现状
1.3 本论文研究目标
1.4 本章小结
第二章 实验与理论计算方法
2.1 引言
2.2 射流搅拌反应器低温氧化
2.2.1 气体燃料实验装置简介
2.2.2 液体燃料实验装置简介
2.2.3 射流搅拌反应器简介
2.3 基元反应速率计算方法
2.3.1 量子化学计算方法
2.3.2 基元反应速率常数计算
2.4 动力学模拟方法介绍
2.4.1 Chemkin简介
2.4.2 化学反应机理
2.4.3 热力学参数
2.4.4 传输数据
2.4.5 敏感性和反应路径分析
2.5 本章小结
第三章 乙炔低温氧化实验与模型研究
3.1 引言
3.2 实验与模型
3.2.1 实验装置与条件
3.2.2 模型建立和模拟方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 中间体分布规律
3.3.2 动力学模型评估
3.3.3 反应路径和敏感性分析
3.3.4 当量比对轻烃和含氧化合物的影响
3.3.5 芳烃化合物的生成
3.3.6 点火延迟模拟
3.4 本章小结
第四章 异丙苯低温氧化实验与模型研究
4.1 引言
4.2 低温氧化实验
4.3 动力学模型的建立
4.4 结果与讨论
4.4.1 实验和模拟结果对比
4.4.2 敏感性和反应路径分析
4.5 本章小结
第五章 均三甲苯低温氧化动力学模型研究
5.1 引言
5.2 模型的建构
5.3 实验数据
5.4 结果与讨论
5.4.1 总体讨论
5.4.2 均三甲苯在射流搅拌反应器里的低温氧化
5.4.3 均三甲苯低温氧化敏感性分析
5.4.4 均三甲苯低温氧化反应路径分析
5.4.5 均三甲苯在流动管中的高温氧化
5.4.6 均三甲苯点火延迟时间
5.5 本章小结
第六章 航空模型燃料低温氧化实验与模型研究
6.1 引言
6.2 低温氧化实验
6.3 模型的建构
6.3.1 正癸烷子机理的修改
6.3.2 均三甲苯和正癸烷的耦合反应
6.4 结果与讨论
6.4.1 实验和模拟结果对比
6.4.2 敏感性和反应路径分析
6.4.3 正癸烷在射流搅拌反应器里的氧化
6.4.4 正癸烷在流动管中的热解
6.4.5 宏观燃烧特性:点火延迟时间
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 本论文结论
7.2 本论文创新点
7.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间的科研成果
已发表论文
待投稿论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
附录
附录1: 乙炔核心机理
附录2: 异丙苯子机理
附录3: 均三甲苯子机理
附录4: 航空模型燃料子机理
致谢
本文编号：3760096
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3760096.html
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