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生物柴油替代混合物化学动力学模型构建及路径分析
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]天津大学,内燃机燃烧学国家重点实验室,天津300072, [2]重庆大学,低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆400044
  • 相关基金:国家自然科学基金(51006128)资助项目
  • 相关项目:汽油燃料替代混合物低温燃烧反应动力学及光学诊断研究
中文摘要:

以癸酸甲酯(C11H22O2)和正庚烷(nC7H16)作为生物柴油替代混合物,通过相对分子质量、低热值以及含氧量与实际生物柴油对比确定两种组分按摩尔比1:1混合,并在此基础上构建了一个由691种组分、3226个基元反应组成的生物柴油替代混合物的化学动力学机理. 在激波管条件下该机理计算的着火延迟与实验数据吻合很好;在发动机条件下该机理计算的缸内压力与实验值吻合很好,CO、未燃碳氢和NOx与实验结果趋势一致.此外,本文还对替代混合物的低温反应动力学过程进行了分析,结果表明癸酸甲酯脱氢产物主要为MD2J和MDMJ. MD2J在低温阶段的主要消耗途径除了加氧之外,还有与正庚烷基(C7H15-1)第一次加氧产物(C7H15O2-3)进行交叉反应;发生分解反应生成MP2D及与氧发生脱氢反应生成MD2D. 另一种主要脱氢产物MDMJ在低温阶段的主要消耗途径为通过同分异构转化为MD2J和MD3J.

英文摘要:

In the present study, methyl decanoate (C,H2202) and n-heptane (nC,H16) were selected as a surrogate of biodiesel fuel. The molar ratio of the two constituents was determined to be 1:1, based on a comparison of the relative molecular weights, low heat values, and oxygen contents of the surrogate fuel and real biodiesel fuel. Furthermore, a chemical kinetic model including 691 species and 3226 elementary reactions of this biodiesel surrogate fuel was developed. The ignition delay times from experiments and calculations, under shock tube conditions, were compared; the computational results agree well with the experimental results. Comparisons of the in-cylinder pressure and main emissions under the engine conditions showed that the in-cylinder pressure calculated using this model agrees very well with the experimental result, and the trends in variations in the amounts of CO, unburned hydrocarbons, and NOx emissions calculated using this model are also close to the experimental results. In addition, the low- temperature reaction kinetics was analyzed in this study. The results show that the main products of methyl decanoate H-abstraction are MD2J and MDMJ. Besides the oxygen addition reaction, the main consumption paths of MD2J include reaction with C7H15O2-3 (the product of the first oxygen addition of CTH15-1), decomposition to MP2D, and H-abstraction by 02 forming MD2D. The main consumption paths of MDMJ are conversion to its isomers. MD2J and MD3J.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781