適用于汽油參比燃料TRF的多環(huán)芳香烴生成機(jī)理的研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文適用于汽油參比燃料適用于汽油參比燃料TRF的多環(huán)芳香烴生的多環(huán)芳香烴生成機(jī)理成機(jī)理的研究的研究StudyonDetailedReactionMechanismofPolycyclicAromaticHydrocarbonsfGasolineSurrogateFuelsTRF學(xué)科專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程作者姓名：李艷榮指導(dǎo)教師：裴毅強(qiáng)副教授天津大學(xué)機(jī)械學(xué)院二零一四年十二月I中文摘要中文摘要隨著我國(guó)汽車保有量的顯著增長(zhǎng)，汽車

2、顆粒物和多環(huán)芳香烴(PAH)排放對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成重要威脅，由于排放法規(guī)對(duì)內(nèi)燃機(jī)顆粒物質(zhì)量和數(shù)量排放的嚴(yán)格限制，對(duì)燃料顆粒物生成機(jī)理的研究受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。然而，顆粒物形成的最后環(huán)節(jié)是PAH的物理凝固，因此研究燃燒過(guò)程中PAHs的生長(zhǎng)路徑對(duì)于精確預(yù)測(cè)顆粒物的體積分?jǐn)?shù)、數(shù)濃度以及粒度分布具有重要的理論意義。首先，本文在目前應(yīng)用較為廣泛的汽油參比燃料基礎(chǔ)燃料PRF(異辛烷和正庚烷混合物)基礎(chǔ)上添加甲苯燃料，構(gòu)成含芳香烴的最簡(jiǎn)單的汽油參比

3、燃料甲苯參比燃料TRF，并以此為研究對(duì)象，構(gòu)造了一個(gè)包括287種組分和1569個(gè)反應(yīng)的汽油參比燃料(TRF)燃燒過(guò)程中多環(huán)芳香烴(PAHs)生成機(jī)理的詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，引入四種多環(huán)芳香烴PAH生長(zhǎng)路徑將多環(huán)芳香烴的生成機(jī)理發(fā)展到芘A7水平，并通過(guò)對(duì)PAH產(chǎn)率的分析，指出乙炔(C2H2)、丙炔(C3H3)、乙烯基乙炔(C4H4)以及含有奇數(shù)碳原子的環(huán)戊二烯自由基(C5H5)和茚基(C9H7)等物質(zhì)對(duì)PAHs生成和生長(zhǎng)起到的重要作用。

4、該機(jī)理可以較準(zhǔn)確計(jì)算PRF和TRF火焰的著火延遲期、燃燒火焰中小分子(PAH前驅(qū)體C2H2、C3H4等)和PAHs的物質(zhì)濃度。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較表明，該機(jī)理在不同溫度、壓力、化學(xué)計(jì)量比下具有較好的預(yù)測(cè)性能。在此基礎(chǔ)上，給出較為科學(xué)的汽油參比燃料混合物配比原則，以參比燃料TRF為研究對(duì)象研究多環(huán)芳香烴的生成必須首先確保芳香烴與鏈烷烴體積比與實(shí)際燃油相同，以保證參比燃料對(duì)多環(huán)芳香烴模擬結(jié)果的精確性，在此基礎(chǔ)上調(diào)整正庚烷和異辛烷的體積分?jǐn)?shù)使

5、得參比燃料的RON、MON與實(shí)驗(yàn)燃油相同以確保參比燃料著火計(jì)算對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)達(dá)到很好的吻合。為使PAH生成機(jī)理與三維CFD軟件耦合探究PAH在缸內(nèi)的形成及變化過(guò)程，基于物質(zhì)敏感性和溫度敏感性分析，本文將PAH詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)化為含有87種物質(zhì)，480個(gè)反應(yīng)的簡(jiǎn)化機(jī)理，對(duì)比了簡(jiǎn)化機(jī)理和詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理對(duì)著火延遲、物質(zhì)濃度的預(yù)測(cè)結(jié)果并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，簡(jiǎn)化的PAH生成機(jī)理對(duì)于汽油著火和燃燒產(chǎn)物的預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好的一致性。關(guān)鍵詞：關(guān)