航空煤油替代燃料低温氧化研究

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• 英文论文题名：Low temperature oxidation of n-decane/1,3,5-trimethylbenzene as a surrogate fuel for kerosene
• 论文作者：王丙寅 ; 刘岳曦 ; 翁俊桀 ; 田振玉
• 英文论文作者：Bing-Yin Wang ; Yue-Xi Liu ; Jun-Jie Weng ; Zhen-Yu Tian ; Institute of Engineering Thermophysics ; Chinese Academy of Sciences ; University of Chinese Academy of Sciences
• 年：2016
• 作者机构：中国科学院工程热物理研究所;中国科学院大学;
• 论文关键词：低温氧化 ; 射流搅拌反应器 ; 替代燃料 ; 动力学模拟
• 英文论文关键词：Low-temperature oxidation ; Jet-stirred reactor ; Surrogate fuel ; Kinetic modeling
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第四十六分会：燃烧化学
• 语种：中文
• 分类号：TK16;V312
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第四十六分会 ; 燃烧化学
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：183k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

航空煤油是一种重要的液体运输燃料,常用于民用和军用航空动力装置。发展能够准确描述航空煤油燃烧特性的详细动力学模型对提高燃烧效率和减少污染物排放至关重要。本文利用射流搅拌反应器结合气相色谱和质谱研究了均三甲苯和航空煤油替代燃料(正癸烷/均三甲苯)在500-1100 K下的低温氧化动力学。实验检测到包括轻烃、含氧化合物和芳烃在内的29种中间体。在实验和理论计算结果的基础上,提出了一个975物种5920反应的详细动力学模型。反应路径分析表明替代燃料中的TMB135在负温度效应区间内主要通过OH自由基的H提取反应氧化,而纯TMB135在高于925 K区间通过H原子、OH和CH3自由基的氢提取反应氧化。TMB135和OH自由基的脱氢反应对替代燃料氧化起促进作用,而对纯TMB135氧化起抑制作用。这些结果将为研究含有均三甲苯的航空煤油替代燃料的低温点火特性提供理论指导。
As a major share of liquid transportation fuels, kerosene is utilized to power both civilian and military aircrafts. Developing a detailed kinetic model describing the combustion characteristics of kerosene is significant to enhance combustion efficiency and reduce pollutant emissions. This work is oriented to study the low temperature oxidation of neat TMB135 and n-decane/TMB135 as a surrogate in 500-1100 K with a JSR at Φ = 2.0 and atmospheric pressure. Mole fraction profiles of 29 intermediates including light hydrocarbons, oxygenated and aromatic compounds were detected by GC/GC-MS within estimated experimental uncertainties. Based on the measurements and theoretical calculations, a detailed kinetic model involving 975 species and 5920 reactions was developed. The flux analysis demonstrates that TMB135 in surrogate is mainly consumed through the H-abstractions by OH radicals in the NTC region, while neat TMB135 consumption is governed by H-abstractions with H-atom, OH and CH_3 radicals at temperatures higher than 925 K. The metathesis of TMB135 with OH radicals exhibits promoting effect in the oxidation of surrogate, while it has inhibiting effect for the oxidation of neat TMB135. These results provide fundamental basis to explore low temperature auto-ignition of kerosene fuels containing 1,3,5-trimethylbenzenes.

引文

[1]Gehmlich,R.K.;Kuo,A.;Seshadri,K.Proc.Combust.Inst.2015,35:937-943.
    [2]Won,S.H.;Sun,W.T.;Ju,Y.G.Combust.Flame.2010,157:411-420.