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加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料燃烧机理及反应活性分析
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作者 张煜奇 梅德清 +3 位作者 蔡茂春 赵卫东 章传方 胡千杰 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第5期1340-1347,共8页
为明晰含氧生物燃料加氢生物柴油(HB)和乙醇(E)增强燃烧反应活性的作用机理,依据燃料属性协同互补原则,构建包含162个组分、605步反应的加氢生物柴油-乙醇-柴油混合燃料氧化反应动力学模型,在压力为6 MPa、燃料与空气当量比为1的条件下... 为明晰含氧生物燃料加氢生物柴油(HB)和乙醇(E)增强燃烧反应活性的作用机理,依据燃料属性协同互补原则,构建包含162个组分、605步反应的加氢生物柴油-乙醇-柴油混合燃料氧化反应动力学模型,在压力为6 MPa、燃料与空气当量比为1的条件下开展混合燃料燃烧模拟,探究在柴油中掺混不同体积比的加氢生物柴油和乙醇(HB10、HB20、HB5E5、HB10E10、HB15E15)及不同温度(900和1400 K)下混合燃料的化学反应路径及活性物质生成规律。研究表明:分析二元燃料HB10和HB20燃烧反应路径可知,加氢生物柴油向正庚烷裂解反应提供OH,这与加氢生物柴油高十六烷值相契合,表明使用油酸甲酯-硬脂酸甲酯混合物作为实际燃料加氢生物柴油的模型化合物较为合理。在低温900 K下,随着三元燃料体系中加氢生物柴油-乙醇含量增多,OH生成量逐渐减少,此时反应体系活性逐渐降低,削弱了反应强度;而在高温1400 K下,随着加氢生物柴油-乙醇含量增多,体系中形成的OH逐渐增多,反应活性逐渐增强,表明在高温下增加加氢生物柴油-乙醇的含量有利于反应进行。分析高低温混合燃料燃烧反应流可见,长链酯类和烃类(柴油)及短链醇类燃烧氧化的末端反应均集中指向CH_(2)O→HCO→CO这一重要的反应路径。 展开更多
关键词 加氢生物柴油 油酸甲酯 三元燃料 燃烧机理 反应路径
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多组分燃料液滴高温蒸发耦合机制研究 被引量:1
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作者 梅德清 俞玥 +2 位作者 高亚平 祁佳炜 章传方 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期33-40,82,共9页
以高挥发性的乙醇与低挥发性的加氢生物柴油和柴油构成的多组分混合燃料为研究对象,研究了单个液滴在高温下的内部蒸汽气泡动力学及蒸发特性。在恒温加热炉中,采用挂滴法结合高速显微成像技术,在773、873和973 K温度下,捕捉了加氢生物柴... 以高挥发性的乙醇与低挥发性的加氢生物柴油和柴油构成的多组分混合燃料为研究对象,研究了单个液滴在高温下的内部蒸汽气泡动力学及蒸发特性。在恒温加热炉中,采用挂滴法结合高速显微成像技术,在773、873和973 K温度下,捕捉了加氢生物柴油-乙醇-柴油混合燃料液滴在蒸发过程中的形态变化,分析了液滴的归一化平方直径和寿命等特征。研究表明,在773 K下,蒸发过程较平稳,液滴体积均匀减小,而在973 K下,0.093 s时液滴内开始产生微小气泡并逐渐增大;在0.767 s时再次形成微小气泡,并于0.907 s时出现第2次破裂。升高环境温度有助于增加燃料液滴的蒸发速率,加剧蒸发过程中的微爆现象,一定程度上缩短了液滴的蒸发时间;蒸发过程中液滴内部的气泡增长与汽液界面的Rayleigh-Taylor不稳定性有关,且在液滴表面观察到了表面张力现象;与柴油相比,随着二元燃料中加氢生物柴油含量的增加,组分对蒸发的抑制作用更强,与二元燃料相比,三元燃料中的乙醇促进了微爆,缩短了液滴蒸发;三元燃料的液滴蒸发按序呈现乙醇主导、乙醇和柴油共同主导以及三者共同蒸发3个典型特征阶段。 展开更多
关键词 三元燃料 液滴 蒸发 微爆 挂滴法
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CeO_(2)纳米燃油单液滴蒸发数值模拟研究 被引量:1
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作者 梅德清 祁佳炜 +2 位作者 郭冬梅 俞玥 章传方 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期148-155,共8页
基于单液滴蒸发可视化试验,应用ANSYS FLUENT计算流体力学模拟软件,建立纳米燃油单液滴蒸发模型,探究纳米粒子质量浓度和粒径对燃油液滴蒸发过程中温度和燃油蒸气质量浓度的影响.结果表明,纳米燃油液滴中的纳米粒子质量浓度越高、粒径越... 基于单液滴蒸发可视化试验,应用ANSYS FLUENT计算流体力学模拟软件,建立纳米燃油单液滴蒸发模型,探究纳米粒子质量浓度和粒径对燃油液滴蒸发过程中温度和燃油蒸气质量浓度的影响.结果表明,纳米燃油液滴中的纳米粒子质量浓度越高、粒径越小,燃油液滴的蒸发平衡温度越高,相同时间内的燃油蒸气气相体积分数越高.在环境温度573 K下,纳米燃油液滴从外界环境吸收热量使自身温度不断升高,在计算域内沿液滴表面向外延伸形成质量浓度边界层和温度边界层,促进液相向气相的转化.在蒸发初始阶段,蒸发速率较低,燃油蒸气气相体积分数较小;随着蒸发过程持续进行,由于纳米粒子增强传热传质的作用,液相组分蒸发汽化加快,液滴蒸发速率加快. 展开更多
关键词 纳米粒子 蒸发 纳米燃油 液滴 数值分析
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长短链酯与柴油混合燃料的氧化反应活性研究
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作者 梅德清 章传方 +2 位作者 于奇松 祁佳伟 俞玥 《车用发动机》 北大核心 2022年第3期15-22,共8页
为了研究交叉反应对碳酸二甲酯(DMC)-柴油和生物柴油-柴油混合燃料的低温和高温氧化作用的影响,利用定容均质反应器分别计算了DMC-柴油和生物柴油-柴油混合燃料重要组分浓度和反应路径变化差异。采用Converge软件自带正庚烷机理来替代柴... 为了研究交叉反应对碳酸二甲酯(DMC)-柴油和生物柴油-柴油混合燃料的低温和高温氧化作用的影响,利用定容均质反应器分别计算了DMC-柴油和生物柴油-柴油混合燃料重要组分浓度和反应路径变化差异。采用Converge软件自带正庚烷机理来替代柴油,该机理包含42种组分和168个基元反应。利用定容均质反应器分别计算D10,D50燃料(在柴油中掺混10%,50%质量分数DMC)和B10,B50燃料(在柴油中掺混10%,50%质量分数生物柴油)中重要组分浓度及反应路径的变化,分别分析了在初始温度为900K、初始压力为4.3 MPa、当量比为1与在初始温度为1350K、初始压力为6MPa、当量比为1两种不同工况下D10,D50,B10,B50混合燃料燃烧反应体系中关于OH的交叉反应流情况。分析结果表明:在两种工况下D10燃料体系中OH生成量增多,促进反应进行;D50燃料体系中,OH生成量减小,削弱反应进行;B50燃料体系活性均大于B10。结合低温和高温下DMC-柴油和生物柴油-柴油混合燃料交叉反应流可以发现,CH_(2)O→HCO→CO这条反应路径在混合燃料交叉反应中占有重要地位。 展开更多
关键词 交叉反应 碳酸二甲酯 生物柴油 反应机理
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