异辛烷/正庚烷/乙醇三组分燃料着火的化学动力学模型

郑 东 钟北京

(清华大学航天航空学院,北京100084)

异辛烷/正庚烷/乙醇三组分燃料着火的化学动力学模型

郑 东 钟北京*

(清华大学航天航空学院,北京100084)

提出一个包括异辛烷、正庚烷和乙醇的三组分燃料的着火动力学模型,该机理包括50个组分和193个反应.通过路径分析和灵敏度分析,给出了基础燃料在高低温条件下的不同反应路径和影响氧化过程的重要基元反应.该机理预测的单组分(异辛烷、正庚烷、乙醇)燃料、双组分基础燃料和三组分燃料的点火延迟时间与实验值有很高一致性.本文机理包含较少的组分数与反应数,因而可适用汽油掺烧乙醇的多维计算流体动力学(CFD)数值模拟.

替代燃料;基础燃料;着火延迟时间;机理;乙醇

1 引言

随着化石燃料的日渐匮乏和环境问题的日益尖锐,替代燃料和新型的燃烧方式成为能源动力领域研究的主流.乙醇作为一种可再生的含氧生物替代燃料,以其良好的燃烧和排放性能备受青睐.其中汽油掺烧乙醇广受关注,表1为乙醇和汽油特性的对比.1可以看出乙醇含氧量较高,有利于降低CO、未燃烧碳氢化物和碳烟等污染物的排放.许多研究表明,2-6汽油添加乙醇燃烧能够改善其污染物排放特性.Lemaire等4的实验表明,汽油添加10%-30%的乙醇可以使碳烟前驱物和碳烟总量减少25%-81%.宋崇林等5的研究显示,汽油掺烧乙醇后苯排放降低,并且随着添加比例的增大,苯排放改善更明显,掺烧体积分数为9.8%的乙醇对苯排放……