發(fā)布時(shí)間：2021-12-09 16:47

　　生物醇類燃料是當(dāng)前最重要的可再生生物燃料,對(duì)于緩解因化石燃料劇烈消耗所引起的能源危機(jī)具有重要意義。與當(dāng)前最常用的生物醇類燃料乙醇相比,以異戊醇、2-甲基-1-丁醇和正戊醇為代表的戊醇同分異構(gòu)體的能量密度更大、沸點(diǎn)更高、與化石燃料的混合性更好、水溶性更低、與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的適用性更強(qiáng)。生物戊醇可由大米、小麥等農(nóng)作物發(fā)酵制酒產(chǎn)生的雜醇油副產(chǎn)品經(jīng)過蒸餾提取。由于易于制取,使得戊醇成為應(yīng)用前景廣闊的第二代生物燃料。然而當(dāng)前對(duì)戊醇同分異構(gòu)體的燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)與模型研究仍不夠全面,特別是雜醇油中除乙醇外含量最高的異戊醇。因此,本論文選擇戊醇同分異構(gòu)體中的代表性燃料之一——異戊醇作為研究對(duì)象,對(duì)其熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了深入的研究,并關(guān)注其與另兩種常見戊醇燃料2-甲基-1-丁醇和正戊醇之間的燃料同分異構(gòu)體效應(yīng)。本論文的研究?jī)?nèi)容主要分為實(shí)驗(yàn)和模型兩個(gè)方面。實(shí)驗(yàn)方面,利用同步輻射真空紫外光電離質(zhì)譜結(jié)合超聲分子束取樣技術(shù),對(duì)三種戊醇同分異構(gòu)體在30和760Torr下的流動(dòng)反應(yīng)器熱解實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了全面研究。實(shí)驗(yàn)中通過固定溫度掃描光子能量,獲得了熱解物種的光電離效率（PIE）譜,在三種戊醇熱解體系中均探測(cè)到20余種物種... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１左圖：２０３５年（外圈）２０１５?（內(nèi)圈）年世界一次能源消耗結(jié)構(gòu)圖［２］；右圖：世界各??地域隨時(shí)間變化的能源消耗量Ｗ

２．１．１?實(shí)驗(yàn)裝置介紹??本論文實(shí)驗(yàn)工作在合肥國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室（ＮＳＲＬ）燃燒與火焰光束線??ＢＬ０３Ｕ完成。本論文采用的自制變壓力流動(dòng)反應(yīng)器熱解實(shí)驗(yàn)裝置如圖２．１所示，??由以下五部分組成：進(jìn)樣裝置、氣化裝置、反應(yīng)裝置、取樣裝置、檢測(cè)裝置。各??部分具體介紹請(qǐng)參考本課題組之前的工作［１＿９］。與之前使用的熱解反應(yīng)器不同［４；６］，??改進(jìn)后的熱解反應(yīng)器采用更長的加熱絲（２２４?ｍｍ），以兩頭密中間疏的方式纏繞，??入口段（①區(qū)域）和出口段（③區(qū)域）加密纏繞的長度分別占總長度的１／４和１／８。??圖２．１?（ｂ）展示了?Ｓ型熱電偶在流動(dòng)反應(yīng)器中心軸線上測(cè)得的熱解爐溫度分布［１（）；??１１］，可以看出溫度平臺(tái)區(qū)的長度較長，并且出口端的溫度梯度較小。加熱絲纏繞??的擔(dān)管內(nèi)部放置長度４２０ｍｍ、內(nèi)徑７＿、外徑１０ｍｍ、純度為９９．９％的ａ－Ａｌ２０３??流動(dòng)管。??Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ?Ｈｅａｔｉｎｇ?Ｗｉｒｅｓ?Ｑｕａｉｔｚ?Ｎｏｚｚｌｅ?Ｓｋｉｍｍｅｒ??｜??＇?＊５；、??ｆ?Ｔ?、、、々、??！?＇?＇、、＼??⑶?ｒ｜?Ｉ?１?ｙｒ－??１５００－?１?１?，?｝?＂??１?Ｉ?』ａ?、々?’?＇?＇成分?｝?Ｍ??．１?４＾?：．－：：：：?＇?■?Ｍ??ｉ?＾?ｉ?ｌ?森?Ｍ??１２叫?＊?；?！?＊；ｉ??令?ｆ?￥?１＊．．．？．．你＿．

ＯＰＰＤｔＦ??圖２．２?ＣＨＥＭＫＩＮ軟件氣相動(dòng)力學(xué)計(jì)算順序結(jié)構(gòu)圖。??ＣＨＥＭＫＩＮ軟件模擬計(jì)算結(jié)構(gòu)見圖２．２所示。首先，機(jī)理解釋器預(yù)先讀取化??學(xué)反應(yīng)機(jī)理和熱力學(xué)參數(shù)兩個(gè)文件，生成后綴名為．ａｓｃ的鏈接文件，其中包含了??機(jī)理中元素、物種、基元反應(yīng)和速率常數(shù)等信息，而輸運(yùn)數(shù)據(jù)擬合程序單獨(dú)讀取??輸運(yùn)參數(shù)文件，生成相應(yīng)鏈接文件，之后兩個(gè)鏈接文件被相應(yīng)的程序庫讀取并生??成庫文件，再與溫度、壓力、初始濃度、流動(dòng)反應(yīng)器內(nèi)徑和長度等模擬初始條件，??求解動(dòng)量方程、能量方程和物質(zhì)方程等燃燒方程得到模擬結(jié)果。??２．２．２?模擬結(jié)果和分析方法??流動(dòng)管變壓力熱解采用ＣＨＥＭＫＩＮ?ＰＲＯ中活塞流反應(yīng)器（Ｐｌｕｇ?Ｆｌｏｗ?Ｒｅａｃｔｏｒ）??模塊進(jìn)行模擬。將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的軸向溫度曲線、氣體總流量、反應(yīng)壓力、燃料和稀??釋氣體的初始摩爾分?jǐn)?shù)作為模擬的輸入條件。由于實(shí)驗(yàn)中石英噴嘴取樣位置在流??動(dòng)反應(yīng)器出口端，因此將模擬輸出的最后一點(diǎn)摩爾分?jǐn)?shù)作為模擬結(jié)果，與實(shí)驗(yàn)結(jié)??果進(jìn)行對(duì)比。??１５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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