作為液體運(yùn)輸燃料的重要組成部分,航空煤油常用作民用和軍用航空動力裝置的常規(guī)燃料。發(fā)展能夠準(zhǔn)確描述航空煤油燃燒特性的詳細(xì)動力學(xué)模型對減少污染物排放和增強(qiáng)燃燒效率至關(guān)重要。航空煤油是由成百上千種組分構(gòu)成的復(fù)雜碳?xì)浠衔?其主要成分覆蓋直鏈烷烴、支鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳烴等不同類型烴類燃料。鑒于航空煤油的復(fù)雜特性,包含芳烴化合物等代表性成分的模型燃料被廣泛地應(yīng)用于模擬實(shí)際航空煤油和減小實(shí)際燃料的模型尺寸。本論文利用氣相色譜和氣質(zhì)聯(lián)用儀等燃燒診斷手段系統(tǒng)地研究了芳烴前驅(qū)體乙炔、C₉H₁₂芳烴燃料異丙苯和均三甲苯及其航空模型燃料在射流攪拌反應(yīng)器中的低溫氧化特性。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合量子化學(xué)計算結(jié)果提出了覆蓋氣態(tài)小分子、單組分C₉H₁₂芳烴燃料和多組分航空模型燃料的動力學(xué)模型并對其進(jìn)行了全面驗(yàn)證,結(jié)果表明提出的動力學(xué)模型在寬廣實(shí)驗(yàn)條件下具有良好的預(yù)測可靠性和應(yīng)用普適性。在第一章中,本論文簡述了在航空煤油燃燒過程中污染物碳黑顆粒形成和生長過程中芳烴前驅(qū)體乙炔起著的重要作用。鏈烷基C₉H

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 C₉H₁₂芳烴燃料研究現(xiàn)狀
        1.2.2 航空模型燃料研究現(xiàn)狀
        1.2.3 低溫氧化研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文研究目標(biāo)
    1.4 本章小結(jié)
第二章 實(shí)驗(yàn)與理論計算方法
    2.1 引言
    2.2 射流攪拌反應(yīng)器低溫氧化
        2.2.1 氣體燃料實(shí)驗(yàn)裝置簡介
        2.2.2 液體燃料實(shí)驗(yàn)裝置簡介
        2.2.3 射流攪拌反應(yīng)器簡介
    2.3 基元反應(yīng)速率計算方法
        2.3.1 量子化學(xué)計算方法
        2.3.2 基元反應(yīng)速率常數(shù)計算
    2.4 動力學(xué)模擬方法介紹
        2.4.1 Chemkin簡介
        2.4.2 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
        2.4.3 熱力學(xué)參數(shù)
        2.4.4 傳輸數(shù)據(jù)
        2.4.5 敏感性和反應(yīng)路徑分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 乙炔低溫氧化實(shí)驗(yàn)與模型研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)與模型
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與條件
        3.2.2 模型建立和模擬方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 中間體分布規(guī)律
        3.3.2 動力學(xué)模型評估
        3.3.3 反應(yīng)路徑和敏感性分析
        3.3.4 當(dāng)量比對輕烴和含氧化合物的影響
        3.3.5 芳烴化合物的生成
        3.3.6 點(diǎn)火延遲模擬
    3.4 本章小結(jié)
第四章 異丙苯低溫氧化實(shí)驗(yàn)與模型研究
    4.1 引言
    4.2 低溫氧化實(shí)驗(yàn)
    4.3 動力學(xué)模型的建立
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果對比
        4.4.2 敏感性和反應(yīng)路徑分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 均三甲苯低溫氧化動力學(xué)模型研究
    5.1 引言
    5.2 模型的建構(gòu)
    5.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 總體討論
        5.4.2 均三甲苯在射流攪拌反應(yīng)器里的低溫氧化
        5.4.3 均三甲苯低溫氧化敏感性分析
        5.4.4 均三甲苯低溫氧化反應(yīng)路徑分析
        5.4.5 均三甲苯在流動管中的高溫氧化
        5.4.6 均三甲苯點(diǎn)火延遲時間
    5.5 本章小結(jié)
第六章 航空模型燃料低溫氧化實(shí)驗(yàn)與模型研究
    6.1 引言
    6.2 低溫氧化實(shí)驗(yàn)
    6.3 模型的建構(gòu)
        6.3.1 正癸烷子機(jī)理的修改
        6.3.2 均三甲苯和正癸烷的耦合反應(yīng)
    6.4 結(jié)果與討論
        6.4.1 實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果對比
        6.4.2 敏感性和反應(yīng)路徑分析
        6.4.3 正癸烷在射流攪拌反應(yīng)器里的氧化
        6.4.4 正癸烷在流動管中的熱解
        6.4.5 宏觀燃燒特性:點(diǎn)火延遲時間
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 本論文結(jié)論
    7.2 本論文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
    已發(fā)表論文
    待投稿論文
攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
附錄
    附錄1: 乙炔核心機(jī)理
    附錄2: 異丙苯子機(jī)理
    附錄3: 均三甲苯子機(jī)理
    附錄4: 航空模型燃料子機(jī)理
致謝



本文編號：3760096