1—己烯燃燒的實驗與動力學(xué)模型研究
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【摘要】：單烯烴(alkene)是輸運燃料的重要組成成分,相比含有相同碳原子數(shù)的正構(gòu)烷烴(n-alkane),單烯烴具有較高的辛烷值,因此能很好地用于改善汽油的抗爆震性能,并用做汽油替代組分。同時,單烯烴還是大分子長鏈烷烴、環(huán)烷烴及醇類燃料熱解和燃燒過程中的重要中間產(chǎn)物,因此單烯烴子機理是長鏈烷烴、環(huán)烷烴及醇類燃料燃燒反應(yīng)動力學(xué)機理的重要組成部分。此外,單烯烴的研究還有助于了解生物柴油重要組分不飽和脂肪酸酯類的燃燒反應(yīng)機理。相比于烷烴和C4及以下小分子烯烴的研究,目前對長鏈單烯烴的燃燒研究相對較少,其基礎(chǔ)燃燒實驗數(shù)據(jù)庫尚不完善,現(xiàn)存可供動力學(xué)模型驗證的燃燒實驗工況范圍也較為有限。本論文針對典型的長鏈大分子單烯烴1-己烯(C6H12)的變壓力流動反應(yīng)器熱解和層流火焰?zhèn)鞑ニ俣乳_展了實驗研究。在流動反應(yīng)器熱解實驗中,采用了兩種分析診斷方法。一種方法是利用SVUV-PIMS診斷技術(shù)研究了1-己烯在低壓條件下(0.04 atm.)的熱解實驗,測量了光電離效率譜(PIE)以鑒別熱解物種,并測量了熱解物種摩爾濃度隨溫度變化的關(guān)系曲線。在同步輻射實驗中檢測到近20種熱解物種,包括反應(yīng)物(1-己烯)、活潑自由基(炔丙基、烯丙基等)、穩(wěn)定產(chǎn)物及中間體等(氫氣、甲烷、乙炔、乙烯、丙二烯、丙炔、丙烯、1,3-丁二烯、1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、2-戊烯、苯等)。另一種方法是利用GC/GC-MS技術(shù)研究了1-己烯(C6H12)的變壓力(0.04、0.2、1 atm)熱解實驗。在定量分析中,將GC與FID連接,測得熱解物種隨溫度變化的摩爾濃度信息；在定性分析中,利用GC-MS方法鑒別了熱解物種。此外,本論文還利用本課題組自行研制的用于測定高沸點燃料寬壓力范圍火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膯吻惑w定容燃燒彈實驗裝置,測定了1-己烯／空氣混合物(Φ=0.7-1.5)在1-10 atm下的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取Ｍㄟ^吸收前人對1-己烯分解路徑理論計算、實驗和動力學(xué)模型研究的成果,基于本課題組所發(fā)展的烷烴及丁醇動力學(xué)模型,本工作構(gòu)建了一個包含122個物種和919個反應(yīng)的1-己烯燃燒反應(yīng)動力學(xué)模型。運用本工作的實驗數(shù)據(jù)(流動反應(yīng)器熱解物種濃度和層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?和文獻實驗數(shù)據(jù)(射流攪拌反應(yīng)器氧化、層流預(yù)混火焰、著火延遲時間)對1-己烯燃燒反應(yīng)動力學(xué)模型進行了較寬壓力、溫度和當(dāng)量比范圍工況下的實驗驗證,整體上本模型能夠較好地預(yù)測實驗結(jié)果。通過生成速率分析及敏感性分析,討論了流動反應(yīng)器熱解、層流預(yù)混火焰中1-己烯的主要反應(yīng)路徑及初級產(chǎn)物的后續(xù)反應(yīng)路徑,給出了1-己烯重要的消耗路徑和C2-C5烯烴及苯的主要生成與消耗路徑,分析了射流攪拌反應(yīng)器氧化中1-己烯的主要反應(yīng)路徑,發(fā)現(xiàn)在熱解條件下烯丙基位碳碳鍵斷裂的反應(yīng)是1-己烯消耗的最主要反應(yīng)路徑,在氧化條件下,氫提取反應(yīng)和烯丙基位碳碳鍵斷裂的反應(yīng)是1-己烯消耗的主要反應(yīng)；此外還分析了對宏觀燃燒參數(shù)(層流火焰?zhèn)鞑ニ俣�、著火延遲時間)比較敏感的基元反應(yīng)及其動力學(xué)影響因素,發(fā)現(xiàn)碳碳雙鍵的存在促進共軛穩(wěn)定自由基(烯丙基)和不飽和烯烴中間產(chǎn)物(1,3-丁二烯)的生成,這些自由基和中間產(chǎn)物的相關(guān)反應(yīng)對火焰?zhèn)鞑ビ幸欢ㄓ绊�。這些結(jié)果與分析共同突顯了發(fā)生在烯丙基位(碳碳鍵、碳氫鍵)的反應(yīng)在1-己烯燃燒過程中的重要作用�？傮w來說,本論文豐富了1-己烯基礎(chǔ)燃燒實驗數(shù)據(jù)庫,并構(gòu)建了一個預(yù)測能力涵蓋從低壓到高壓、從中溫到高溫、從熱解到氧化等各類實驗寬工況條件的1-己烯燃燒反應(yīng)動力學(xué)模型,并對1-己烯燃燒反應(yīng)動力學(xué)特性進行了分析與探討。該模型可用于汽油替代燃料以及長鏈烷烴、烯烴、醇類、酯類等燃料的燃燒反應(yīng)動力學(xué)模型發(fā)展構(gòu)建工作。
【關(guān)鍵詞】：1-己烯 流動反應(yīng)器熱解 層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?/strong> 射流攪拌反應(yīng)器氧化 層流預(yù)混火焰 著火延遲時間 燃燒 動力學(xué)模型 Chemkin-PRO
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.21
【目錄】：
- 摘要5-7
- Abstract7-12
- 第1章 緒論12-20
- 1.1 研究背景12
- 1.2 1-己烯燃燒研究現(xiàn)狀12-16
- 1.3 研究目標(biāo)及章節(jié)設(shè)置16-17
- 參考文獻17-20
- 第2章 實驗研究方法20-28
- 2.1 流動反應(yīng)器熱解實驗20-23
- 2.2 層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定實驗23-25
- 參考文獻25-28
- 第3章 模型研究方法及模型的構(gòu)建28-40
- 3.1 動力學(xué)模型研究方法28-29
- 3.2 動力學(xué)模型的構(gòu)建29-37
- 3.2.1 1-己烯的反應(yīng)30-34
- 3.2.2 烯烴自由基的反應(yīng)34-36
- 3.2.3 烯烴的反應(yīng)36-37
- 參考文獻37-40
- 第4章 1-己烯燃燒反應(yīng)動力學(xué)模型驗證結(jié)果與討論40-64
- 4.1 流動反應(yīng)器熱解40-48
- 4.1.1 1-己烯的消耗45-47
- 4.1.2 熱解產(chǎn)物的形成與消耗47-48
- 4.2 層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?/span>48-53
- 4.3 文獻實驗數(shù)據(jù)驗證結(jié)果與討論53-61
- 4.3.1 射流攪拌反應(yīng)器氧化53-55
- 4.3.2 層流預(yù)混火焰55-58
- 4.3.3 著火延遲時間58-61
- 參考文獻61-64
- 第5章 結(jié)論與展望64-68
- 致謝68-70
- 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果70
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3 章敬泉,王京剛,肖敬斌;廢舊輪胎沖擊粉碎及動力學(xué)模型的研究[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年05期
4 楊隴峰;;紡織酶處理的動力學(xué)模型應(yīng)用分析[J];紡織科技進展;2011年06期
5 徐潔,李庭琛,顏涌捷,任錚偉;煤與木屑共液化的動力學(xué)模型[J];華東理工大學(xué)學(xué)報;2001年04期
6 陳勇;蔡銘;瞿海斌;程翼宇;;基于圓柱型結(jié)構(gòu)的中藥材提取動力學(xué)模型[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2006年09期
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9 劉愛國,花日茂,盧罡;農(nóng)藥降解的阻滯動力學(xué)模型[J];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2002年04期
10 ;總目錄——一九九二年[J];化學(xué)反應(yīng)工程與工藝;1992年04期
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1 化存才;;商品調(diào)價的動力學(xué)模型及其應(yīng)用[A];第八屆全國動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年
2 蔣大鵬;李俊國;張丹;;不銹鋼渣中鉻淋溶動力學(xué)研究現(xiàn)狀[A];第十七屆（2013年）全國冶金反應(yīng)工程學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2013年
3 楊偉松;汪秉宏;;金融物理動力學(xué)模型中的組織結(jié)構(gòu)[A];Complexity Problems--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年
4 楊峰;王浣塵;蘇懋康;;上海市宏觀社會經(jīng)濟動力學(xué)模型[A];發(fā)展戰(zhàn)略與系統(tǒng)工程——第五屆系統(tǒng)工程學(xué)會年會論文集[C];1986年
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6 吳燕;蔣婷;;人體動力學(xué)模型研究(Ⅰ)——人體束縛狀態(tài)下肢體運動的動力學(xué)建模[A];2006年全國體育儀器器材與體育系統(tǒng)仿真學(xué)術(shù)報告會論文集[C];2006年
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1 本報記者 劉正午;藥物體外動力學(xué)模型讓新藥研究降價[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2003年
，本文編號：530495
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