本實驗基于熱重分析儀,用商用炭黑Printex U代替柴油機顆粒物以及模擬灰（ZnO,MgO,Al₂O₃）代替真實灰分,開展灰的成分、氧濃度、進氣流量、升溫速率對炭黑氧化特性影響的實驗,采用綜合氧化指數(shù)（S）進行氧化動力學分析。結(jié)果表明:ZnO作為灰分對炭黑氧化有明顯促進作用,隨ZnO量增多,峰值反應(yīng)溫度（Tp）下降,S上升明顯,當ZnO與炭黑混合比例為1:15時,其Tp達到（545±1）℃,獲得S最大值（2.21±0.1）×10^-7%²min^-2℃^-3;在真實柴油機排氣氧濃度范圍內(nèi),隨著氧氣濃度增加,Tp逐漸減小,S呈逐漸上升趨勢,當氧氣濃度為15%時,獲得S最大值（1.72±0.03）×10^-7%²min^-2℃^-3;較低的進氣流量下Tp幾乎不受影響,S隨進氣流量增大而緩慢增長,當進氣流量達到100 mL/min時,獲得S最大值（1.72±0.03）×10^-... 

【文章來源】：工程熱物理學報. 2020,41(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖２不同摻灰量下的ＴＧ－ＤＴＧ曲線??趙??２?６?０???１１２??－ｏ??ｏ?ｏ?ｏ??６?８?０??

－８０??－１００??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００??溫度／°ｃ??圖５不同比例下ＰＵ／ＺｎＯ的ＴＧ－ＤＴＧ??Ｆｉｇ．?５?ＴＧ－ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＰＵ／ＺｎＯ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ??１：５??ＰＵ／灰質(zhì)量比??１：９??圖３?ＰＵ與Ｍｇ０／Ａｌ２０３／Ｚｎ０的綜合氧化指數(shù)的比較??Ｆｉｇ．?３?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ?Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?Ｉｎｄｅｘ?ｏｆ??ＰＵ?ａｎｄ?ＭｇＯ／Ａｌ２〇３／ＺｎＯ??６５０??６２０??Ｕ??■￣??５９０??５６０??５３０??５００??１：１??１：５??ＰＵ／灰質(zhì)量比??１：９??圖４?ＰＵ與Ｍｇ０／Ａｌ２０３／Ｚｎ〇混合時峰值反應(yīng)溫度Ｔｐ比較??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｐｅａｋ?ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?Ｔｐ??ｂｅｔｗｅｅｎ?ＰＵ?ａｎｄ?ＭｇＯ／Ａｌ２〇３／ＺｎＯ?ｍｉｘｔｕｒｅｓ??圖５比較了在不同比例（１：０、１：１、１：５、１：９、??１：１３、１：１５、１：１７、１：?２０）下的?ＰＵ：?ＺｎＯ?的?ＴＧ－ＤＴＧ??曲線。由圖可知，ＴＧ－ＤＴＧ曲線隨著ＺｎＯ比例的增??加而向低溫區(qū)偏移，導(dǎo)致ｒｓ、ｒｐ和ｒｅ的降低，ｗｍａｘ??呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當ＰＵ：ＺｎＯ比例達到??１：１５以后，曲線開始向高溫區(qū)偏移。主要原因可能??是過多的灰分抑制了炭黑的氧化反應(yīng)，阻礙了炭黑??的燃燒，導(dǎo)致曲線向髙溫區(qū)偏移。??圖６比較了不同比例的ＰＵ／ＺｎＯ的綜合氧化??指數(shù)和峰值溫度。如圖７所示，在ＰＵ／ＺｎＯ混合??物中

Ｏ／Ａｌ２〇３／ＺｎＯ?ｍｉｘｔｕｒｅｓ??圖５比較了在不同比例（１：０、１：１、１：５、１：９、??１：１３、１：１５、１：１７、１：?２０）下的?ＰＵ：?ＺｎＯ?的?ＴＧ－ＤＴＧ??曲線。由圖可知，ＴＧ－ＤＴＧ曲線隨著ＺｎＯ比例的增??加而向低溫區(qū)偏移，導(dǎo)致ｒｓ、ｒｐ和ｒｅ的降低，ｗｍａｘ??呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當ＰＵ：ＺｎＯ比例達到??１：１５以后，曲線開始向高溫區(qū)偏移。主要原因可能??是過多的灰分抑制了炭黑的氧化反應(yīng)，阻礙了炭黑??的燃燒，導(dǎo)致曲線向髙溫區(qū)偏移。??圖６比較了不同比例的ＰＵ／ＺｎＯ的綜合氧化??指數(shù)和峰值溫度。如圖７所示，在ＰＵ／ＺｎＯ混合??物中，綜合氧化指數(shù)呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當??ＰＵ／ＺｎＯ的重量比為１：１５時，綜合氧化指數(shù)最大??值為（２．２１±０．１）ｘｌ〇－７?％２ｍｉｎ－２°Ｃ－３，與純?ＰＵ?相??比提高了?１２６％。提高綜合氧化指數(shù)的主要原因是當??ＰＵ／ＺｎＯ的比例低于１：１５時，ＺｎＯ作為氧載體使炭??黑表面吸附到更多氧氣，炭黑更容易進行氧化反應(yīng)。??當ＰＵ／ＺｎＯ的重量比大于１：１５時，炭黑表面吸附??的氧氣趨于飽和，而過多的灰會影響顆粒之間的傳??熱特性，導(dǎo)致綜合氧化指數(shù)下降。在以往的研究中，??在二氧化碳／氧氣氣氛中，鉀摻雜對炭煙氧化的催化??作用中，炭煙表面過量的鉀元素阻礙了氣體物質(zhì)的??遷移，增加了傳質(zhì)阻力。另外，氧化鋅是一種兩性氧??化物，具有中等的吸收二氧化碳的能力隨著??氧化鋅用量的增加，氧化鋅會吸收更多的二氧化碳，??從而減少了炭黑與氧原子的接觸。當ＰＵ／ＺｎＯ混合??物比例為１：１５時，峰值溫度在（５４５±１）°Ｃ時達到最??小

【參考文獻】：
期刊論文
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