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甲烷掺氢自点火非平衡态热力学[火用]损分析
1
作者
伍宏环
洪聪结
+2 位作者
曹军
黄佐华
张英佳
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期138-147,共10页
为明晰天然气掺氢发动机非平衡燃烧过程主要[火用]损源,本文利用自点火压力时程对文献中5个代表性CH_(4)/H_(2)燃烧动力学模型性能进行再评估,基于非平衡态热力学理论初步建立了基元反应[火用]损评估方法,结合详细动力学模型分析了不同...
为明晰天然气掺氢发动机非平衡燃烧过程主要[火用]损源,本文利用自点火压力时程对文献中5个代表性CH_(4)/H_(2)燃烧动力学模型性能进行再评估,基于非平衡态热力学理论初步建立了基元反应[火用]损评估方法,结合详细动力学模型分析了不同约束条件下(温度、当量比、掺氢比)CH_(4)/H_(2)混合气自点火过程中基元反应[火用]损贡献及其变化规律。结果表明,反应初始温度升高,化学反应[火用]损减少,不完全燃烧损失增加。H_(2)掺混虽未显著降低CH_(4)燃烧最低[火用]损值,但有效扩展了CH_(4)低[火用]损燃烧区。对比了不同温度、不同掺氢比下[火用]损速率和总[火用]损的时程演化,分析了H_(2)和H自由基产率及其主导基元反应[火用]损贡献,揭示了初始温度和掺氢对燃烧[火用]损影响的动力学机制。进一步对比不同反应路径关键物种吉布斯自由能,从热力学角度解释了CH_(4)高/低温氧化路径[火用]损差异。研究结果在基元反应水平上揭示了H_(2)介入对CH_(4)燃烧[火用]损的影响机制,可为探索减少天然气掺氢发动机[火用]损的控制方法提供理论依据。
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关键词
自点火
掺氢
非平衡态热力学
反应[火用]损
基元反应
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职称材料
正庚烷氧化基态OH基浓度时程吸收光谱诊断
被引量：
2
2
作者
许星长
伍宏环
+3 位作者
黄文林
张鑫
黄佐华
张英佳
《西安交通大学学报》
CSCD
北大核心
2021年第9期113-120,140,共9页
为了提供宽温度范围下正庚烷模型的微观验证数据,利用激波管反射激波方法结合紫外吸收光谱诊断技术,以OH基的A-X(0,0)跃迁R 1(5)谱线中306.6868 nm为中心诊断波长,测量了温度1197~1690 K、压力150 kPa、当量比1.0、燃料初始体积分数0.1%...
为了提供宽温度范围下正庚烷模型的微观验证数据,利用激波管反射激波方法结合紫外吸收光谱诊断技术,以OH基的A-X(0,0)跃迁R 1(5)谱线中306.6868 nm为中心诊断波长,测量了温度1197~1690 K、压力150 kPa、当量比1.0、燃料初始体积分数0.1%下,正庚烷/氧气/氩气混合气氧化过程中OH基浓度时程。结果表明,激波管真空度和漏气率是影响OH基浓度峰值的主导因素,结果分析中必须给予考虑以确保实验结果的准确性。实验观测到了正庚烷氧化过程OH基浓度时程演变的3种形态,发现入射激波引起的非理想物理边界层效应对OH基浓度时程测量影响显著。与已有的5个代表性正庚烷模型预测值比较发现,当前工况下模型可准确预测各温度下OH基浓度时程演变趋势,但各模型在同时预测宏观点火延迟和微观OH基浓度方面仍有缺陷,温度越低,各模型对点火延迟期的预测偏差越大。反应CH_(3)+HO_(2)=CH_(3)O+OH对正庚烷模型点火延迟预测性能影响较大,对该反应动力学参数的深入研究有助于完善正庚烷机理。
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关键词
正庚烷
吸收光谱
OH基浓度时程
动力学模型
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职称材料
题名
甲烷掺氢自点火非平衡态热力学[火用]损分析
1
作者
伍宏环
洪聪结
曹军
黄佐华
张英佳
机构
西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期138-147,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51888103)。
文摘
为明晰天然气掺氢发动机非平衡燃烧过程主要[火用]损源,本文利用自点火压力时程对文献中5个代表性CH_(4)/H_(2)燃烧动力学模型性能进行再评估,基于非平衡态热力学理论初步建立了基元反应[火用]损评估方法,结合详细动力学模型分析了不同约束条件下(温度、当量比、掺氢比)CH_(4)/H_(2)混合气自点火过程中基元反应[火用]损贡献及其变化规律。结果表明,反应初始温度升高,化学反应[火用]损减少,不完全燃烧损失增加。H_(2)掺混虽未显著降低CH_(4)燃烧最低[火用]损值,但有效扩展了CH_(4)低[火用]损燃烧区。对比了不同温度、不同掺氢比下[火用]损速率和总[火用]损的时程演化,分析了H_(2)和H自由基产率及其主导基元反应[火用]损贡献,揭示了初始温度和掺氢对燃烧[火用]损影响的动力学机制。进一步对比不同反应路径关键物种吉布斯自由能,从热力学角度解释了CH_(4)高/低温氧化路径[火用]损差异。研究结果在基元反应水平上揭示了H_(2)介入对CH_(4)燃烧[火用]损的影响机制,可为探索减少天然气掺氢发动机[火用]损的控制方法提供理论依据。
关键词
自点火
掺氢
非平衡态热力学
反应[火用]损
基元反应
Keywords
auto-ignition
H_(2)addition
non-equilibrium thermodynamic
exergy destruction
elementary reaction
分类号
TK431 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
正庚烷氧化基态OH基浓度时程吸收光谱诊断
被引量：
2
2
作者
许星长
伍宏环
黄文林
张鑫
黄佐华
张英佳
机构
西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
出处
《西安交通大学学报》
CSCD
北大核心
2021年第9期113-120,140,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51888103)
陕西省杰出青年科学基金资助项目(2018JC-002)。
文摘
为了提供宽温度范围下正庚烷模型的微观验证数据,利用激波管反射激波方法结合紫外吸收光谱诊断技术,以OH基的A-X(0,0)跃迁R 1(5)谱线中306.6868 nm为中心诊断波长,测量了温度1197~1690 K、压力150 kPa、当量比1.0、燃料初始体积分数0.1%下,正庚烷/氧气/氩气混合气氧化过程中OH基浓度时程。结果表明,激波管真空度和漏气率是影响OH基浓度峰值的主导因素,结果分析中必须给予考虑以确保实验结果的准确性。实验观测到了正庚烷氧化过程OH基浓度时程演变的3种形态,发现入射激波引起的非理想物理边界层效应对OH基浓度时程测量影响显著。与已有的5个代表性正庚烷模型预测值比较发现,当前工况下模型可准确预测各温度下OH基浓度时程演变趋势,但各模型在同时预测宏观点火延迟和微观OH基浓度方面仍有缺陷,温度越低,各模型对点火延迟期的预测偏差越大。反应CH_(3)+HO_(2)=CH_(3)O+OH对正庚烷模型点火延迟预测性能影响较大,对该反应动力学参数的深入研究有助于完善正庚烷机理。
关键词
正庚烷
吸收光谱
OH基浓度时程
动力学模型
Keywords
n-heptane
absorption spectrum
OH concentration time-histories
kinetic models
分类号
TN23 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
甲烷掺氢自点火非平衡态热力学[火用]损分析
伍宏环
洪聪结
曹军
黄佐华
张英佳
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
正庚烷氧化基态OH基浓度时程吸收光谱诊断
许星长
伍宏环
黄文林
张鑫
黄佐华
张英佳
《西安交通大学学报》
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
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