丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰的实验和动力学研究
丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰的实验和动力学研究【摘要】:随着人口和经济的增长,人类社会对于能源的需求也飞速增长,导致作为主要能源的石油和煤等化石燃料的急剧消耗。同时主要由碳氢燃料组成
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TK16
【目录】:
- 摘要5-8
- ABSTRACT8-15
- 第1章 绪论15-41
- 1.1 能源危机和大气污染15-17
- 1.2 清洁替代燃料17-20
- 1.3 甲烷20-22
- 1.4 丁醇同分异构体22-27
- 1.5 PAH和碳烟27-28
- 1.6 研究目标28-29
- 参考文献29-41
- 第2章 实验和数值模拟方法41-59
- 2.1 实验研究方法41-47
- 2.1.1 同步辐射真空紫外光束线41
- 2.1.2 同轴扩散火焰实验平台41-45
- 2.1.2.1 实验装置41-43
- 2.1.2.2 实验诊断模式43-44
- 2.1.2.3 火焰温度测量44-45
- 2.1.3 实验数据处理方法45-47
- 2.2 数值模拟方法47-54
- 2.2.1 燃烧控制方程48-49
- 2.2.2 LaminarSMOKE的算子分裂算法49-51
- 2.2.3 反应动力学模型51-54
- 参考文献54-59
- 第3章 甲烷同轴扩散火焰59-95
- 3.1 实验条件59-60
- 3.2 甲烷燃烧动力学模型60-71
- 3.2.1 甲烷子机理64-67
- 3.2.2 乙基的反应67
- 3.2.3 苯的前驱体的生成67-68
- 3.2.4 苯、苯基和苄基的生成68-69
- 3.2.5 多环芳烃的生成69-71
- 3.3 结果与讨论71-85
- 3.3.1 甲烷的分解与小分子的聚合74-79
- 3.3.2 苯和多环芳烃前驱体的生成79-81
- 3.3.3 芳烃生长过程:从一个环到三个环81-85
- 3.4 本章小结85-87
- 参考文献87-95
- 第4章 直链丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰95-127
- 4.1 正丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰95-111
- 4.1.1 正丁醇燃烧模型95-99
- 4.1.2 理想反应器实验对模型的验证99-103
- 4.1.2.1 流动管反应器热解99-101
- 4.1.2.2 射流搅拌反应器氧化101-103
- 4.1.3 结果与讨论103-111
- 4.1.3.1 正丁醇的分解105-107
- 4.1.3.2 芳烃的生成107-111
- 4.2 仲丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰111-121
- 4.2.1 仲丁醇燃烧动力学模型111-113
- 4.2.2 理想反应器实验对模型的验证113-116
- 4.2.2.1 流动管反应器热解113-115
- 4.2.2.2 射流搅拌反应器氧化115-116
- 4.2.2.3 层流预混火焰116
- 4.2.3 结果与讨论116-121
- 4.2.3.1 仲丁醇的分解116-119
- 4.2.3.2 芳烃的生成119-121
- 4.3 本章小结121-123
- 参考文献123-127
- 第5章 支链丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰127-179
- 5.1 异丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰127-153
- 5.1.1 异丁醇燃烧模型127-137
- 5.1.1.1 异丁醇燃烧子机理127-135
- 5.1.1.2 异丁烯子机理135-137
- 5.1.2 理想反应器实验对模型的验证137-143
- 5.1.2.1 流动管反应器热解137-139
- 5.1.2.2 激波管热解139-140
- 5.1.2.3 射流搅拌反应器氧化140
- 5.1.2.4 层流预混火焰140-143
- 5.1.2.5 对冲扩散火焰143
- 5.1.3 结果与讨论143-153
- 5.1.3.1 异丁醇的分解145-148
- 5.1.3.2 苯和多环芳烃前驱体的生成148-150
- 5.1.3.3 芳烃生长过程:从一个苯环到三个苯环150-153
- 5.2 叔丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰153-170
- 5.2.1 叔丁醇燃烧模型153-158
- 5.2.2 理想反应器实验对模型的验证158-162
- 5.2.2.1 流动管反应器热解158-160
- 5.2.2.2 层流火焰传播速度160
- 5.2.2.3 层流预混火焰160-162
- 5.2.3 结果与讨论162-170
- 5.2.3.1 叔丁醇的分解162-166
- 5.2.3.2 苯和多环芳烃前驱体的生成166-168
- 5.2.3.3 芳烃生长过程:从一个苯环到三个苯环168-170
- 5.3 本章小结170-172
- 参考文献172-179
- 第6章 结论与展望179-183
- 致谢183-189
- 在读期间发表的学术论文189-191
- 附录191-194
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