燃烧反应机理构建的极小反应网络方法——氢氧燃烧 被引量：9

1

作者 李象远 申屠江涛 +2 位作者 李宜蔚 李娟琴 王静波 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期772-779,共8页

基于化学同时平衡原理,提出复杂反应体系的极小反应网络方法(MRN),在指定中间物种数目条件下,构建反应步数最小的详细燃烧反应机理.确定了8个物种的氢氧燃烧的6个独立反应,对缺乏动力学参数的独立反应进行组合替代,反应速率常数采用Arrh... 基于化学同时平衡原理,提出复杂反应体系的极小反应网络方法(MRN),在指定中间物种数目条件下,构建反应步数最小的详细燃烧反应机理.确定了8个物种的氢氧燃烧的6个独立反应,对缺乏动力学参数的独立反应进行组合替代,反应速率常数采用Arrhenius双参数形式.采用构建的9步反应氢氧燃烧机理(MRN-C0)进行了点火延迟时间和层流火焰速度的模拟. 展开更多

关键词 燃烧反应机理 化学平衡 反应网络 基元反应

在线阅读 下载PDF 职称材料

燃烧反应机理构建的双参数速率常数方法 被引量：8

2

作者 李象远 姚晓霞 +4 位作者 申屠江涛 孙晓慧 李娟琴 刘明夏 许诗敏 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期512-520,共9页

采用Arrhenius方程的双参数形式描述反应的速率常数对温度的依赖关系,解决了三参数(A,n,E)过拟合造成的复杂燃烧机理参数缺乏通用性等问题.在不改变物种数和基元反应数条件下,将UCSD核心机理进行双参数处理,并应用于小分子体系的动力学... 采用Arrhenius方程的双参数形式描述反应的速率常数对温度的依赖关系,解决了三参数(A,n,E)过拟合造成的复杂燃烧机理参数缺乏通用性等问题.在不改变物种数和基元反应数条件下,将UCSD核心机理进行双参数处理,并应用于小分子体系的动力学模拟,得到的模拟结果与三参数机理基本相符.双参数机理恢复了Arrhenius活化能的物理意义,可实现机理的参数比较和迁移,缩小了机理整体优化的变量空间,为燃烧机理参数的统一奠定了基础. 展开更多

关键词 燃烧反应机理 速率常数 双参数 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

燃烧反应机理构建的极小反应网络方法:C1燃料燃烧 被引量：7

3

作者 李宜蔚 申屠江涛 +1 位作者 王静波 李象远 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1871-1880,共10页

使用极小反应网络方法,在指定中间物种条件下,构建反应步数最小的详细燃烧反应机理.确定了关于C1燃烧机理的17个物种和14个独立反应,其中包含氢气燃烧的8个物种6个反应,对缺乏动力学参数的独立反应进行组合替代,反应速率常数采用Arrhen... 使用极小反应网络方法,在指定中间物种条件下,构建反应步数最小的详细燃烧反应机理.确定了关于C1燃烧机理的17个物种和14个独立反应,其中包含氢气燃烧的8个物种6个反应,对缺乏动力学参数的独立反应进行组合替代,反应速率常数采用Arrhenius双参数形式.采用构建的25步反应C1多燃料燃烧机理(MRN-C1)进行了点火延迟时间和层流火焰速度的模拟.考虑到工程应用对机理组分数的限制,以CH4和CH3OH单组分燃料为例,考察了去除"滞留"物种后单组分机理与总机理的模拟结果差别. 展开更多

关键词 燃烧反应机理 化学平衡 反应网络 机理抽取

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于直接关系图方法的丁酸甲酯燃烧反应机理的框架简化(英文) 被引量：6

4

作者 王全德 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第3期595-604,共10页

由于直接关系图(DRG)方法的概念简单和计算量较小,使得DRG方法目前已经成为详细燃烧反应机理框架简化的主流方法。DRG方法中评价物种之间依赖关系的相互作用系数和关系图连接权重的计算方法控制着DRG方法的简化效果。采用四种不同形式... 由于直接关系图(DRG)方法的概念简单和计算量较小,使得DRG方法目前已经成为详细燃烧反应机理框架简化的主流方法。DRG方法中评价物种之间依赖关系的相互作用系数和关系图连接权重的计算方法控制着DRG方法的简化效果。采用四种不同形式的相互作用系数的定义方法,分别与标准的DRG搜索算法和基于误差传播的搜索算法结合,构建了丁酸甲酯的框架燃烧反应机理。通过系统的误差分析比较了不同简化方法构建的框架机理的模拟可靠性。重点采用基于元素流量分析的反应路径分析方法研究了框架机理的化学动力学。最后,通过交集的思想构建了一个只包含96个物种的丁酸甲酯框架燃烧反应机理,并且反应路径分析结果表明丙烯的燃烧化学动力学在丁酸甲酯燃烧过程中占有重要地位。本文通过对不同DRG方法的系统比较研究表明了反应路径分析在框架机理可靠性验证中的重要性,对进一步发展更为有效的框架简化方法提供重要依据。 展开更多

关键词 燃烧反应机理 直接关系图方法 框架简化 丁酸甲酯

在线阅读 下载PDF 职称材料

合成气燃烧反应机理的验证和分析 被引量：2

5

作者 王全德 魏赏赏 +1 位作者 王伟 崔晨晓 《新能源进展》 2014年第3期173-179,共7页

本文针对典型合成气燃烧的详细化学动力学机理进行了系统的验证和分析。通过不同反应机理对点火延迟时间和层流火焰速度的预测,研究和分析了不同反应机理的区别和模拟结果的可靠性。采用强制敏感度分析方法揭示了影响合成气点火延迟时... 本文针对典型合成气燃烧的详细化学动力学机理进行了系统的验证和分析。通过不同反应机理对点火延迟时间和层流火焰速度的预测,研究和分析了不同反应机理的区别和模拟结果的可靠性。采用强制敏感度分析方法揭示了影响合成气点火延迟时间和层流火焰速度的重要反应,并对相关反应的动力学进行了分析讨论,为进一步构建统一可靠的燃烧反应机理奠定了基础。 展开更多

关键词 合成气 燃烧反应机理 敏感度分析 化学动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于燃烧反应机理构建的极小反应网络方法——芳香烃燃烧 被引量：1

6

作者 夏文文 于洪晶 +2 位作者 王时野 姚丽 李象远 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期141-152,共12页

基于极小反应网络(MRN)方法,在燃烧机理的化学分辨率(化学物种数)确定的条件下,构建了极小反应网络的苯、甲苯、乙苯和丙苯通用复杂燃烧反应机理,机理分别由22个物种和35个反应、 27个物种和42个反应、 32个物种和58个反应以及36个物种... 基于极小反应网络(MRN)方法,在燃烧机理的化学分辨率(化学物种数)确定的条件下,构建了极小反应网络的苯、甲苯、乙苯和丙苯通用复杂燃烧反应机理,机理分别由22个物种和35个反应、 27个物种和42个反应、 32个物种和58个反应以及36个物种和68个反应组成.建模方法是在极小网络C3机理基础上增加5个物种和14个反应构建苯燃烧机理,增加7个物种和15个反应得到甲苯燃烧机理;在苯燃烧机理基础上增加4个物种和8个反应构建乙苯燃烧机理,增加3个物种和7个反应得到丙苯燃烧机理.各个机理均采用Arrhenius方程的双参数形式(A, E)描述反应的速率常数.通过点火延迟时间和层流火焰速度的动力学模拟与实验结果的对比,验证各个燃烧反应机理的可靠性和实用性. 展开更多

关键词 芳香烃 化学平衡 燃烧反应机理 极小反应网络 机理抽取

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于极小反应网络方法构建燃烧反应机理:JP-10燃料燃烧 被引量：1

7

作者 廖爱雪 李宜蔚 +1 位作者 毛业兵 李象远 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期112-120,共9页

外四氢双环戊二烯(C_(10)H_(16),JP-10)以其低冰点、高体积能量密度和高比冲等优点,成为爆震发动机、导弹和超燃冲压发动机的常用燃料之一.已知的JP-10燃烧机理大多是详细机理,物种数和反应数目庞大,难以用于高维数值模拟.本文基于极小... 外四氢双环戊二烯(C_(10)H_(16),JP-10)以其低冰点、高体积能量密度和高比冲等优点,成为爆震发动机、导弹和超燃冲压发动机的常用燃料之一.已知的JP-10燃烧机理大多是详细机理,物种数和反应数目庞大,难以用于高维数值模拟.本文基于极小反应网络方法(MRN),在先前发展的C_(0)-C_(3)机理基础上扩充物种和反应步骤,构建了包含36个物种和57步反应的JP-10燃烧机理.该机理采用全可逆基元反应,反应速率常数采用Arrhenius方程的双参数形式(A,E)表述.结合实验数据对该机理进行了验证,结果表明,该机理能在合理的误差范围内再现JP-10燃烧的点火延迟时间和层流火焰传播速度. 展开更多

关键词 JP-10 燃烧反应机理 极小反应网络 同时化学平衡

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于极小反应网络方法构建的DEE燃烧反应机理

8

作者 杜宇凡 石磊 +2 位作者 张文翰 夏文文 姚丽 《高等学校化学学报》 2025年第9期87-94,共8页

乙醚(DEE)是一种很有前途的含氧燃料,其十六烷值高达125,可以用于发动机和柴油机的冷启动,因此,乙醚常被看作是一种潜在的柴油机替代燃料.乙醚的化学动力学研究起步较晚,且现有的乙醚燃烧反应机理大多是详细机理,包含的物种及反应数量... 乙醚(DEE)是一种很有前途的含氧燃料,其十六烷值高达125,可以用于发动机和柴油机的冷启动,因此,乙醚常被看作是一种潜在的柴油机替代燃料.乙醚的化学动力学研究起步较晚,且现有的乙醚燃烧反应机理大多是详细机理,包含的物种及反应数量十分庞大,无法满足实际工程需求.本文基于极小反应网络方法(MRN),在先前发展的C_(0)~C_(2)基础上增加了3个物种和7步反应,构建了包含32个物种和56步反应的乙醚燃烧机理(DEE-CKL).该机理采用Arrhenius方程的双参数形式(A,E)描述反应的速率常数.最后,利用Chemkin-Pro软件对构建的DEE-CKL机理的点火延迟时间和层流火焰速度进行模拟,并将模拟结果与现有实验结果进行对比,结果表明,构建的DEE-CKL机理能够很好地再现实验结果,证明了DEE-CKL机理的可靠性和实用性. 展开更多

关键词 乙醚 燃烧反应机理 极小反应网络 化学平衡

在线阅读 下载PDF 职称材料

正癸烷燃烧机理及航空煤油点火延时动力学模拟 被引量：17

9

作者 王慧汝 金捷 +2 位作者 王静波 谈宁馨 李象远 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期341-345,共5页

以单一正癸烷作为国产航空煤油的单组分替代模型,应用自有的碳氢燃料反应机理生成程序Reax-Gen-Combustion构建了燃烧反应的详细机理.以国产煤油在加热型激波管上的燃烧实验为参考,对比研究了文献报道的3组分替代模型(模型Ⅰ)、2组分替... 以单一正癸烷作为国产航空煤油的单组分替代模型,应用自有的碳氢燃料反应机理生成程序Reax-Gen-Combustion构建了燃烧反应的详细机理.以国产煤油在加热型激波管上的燃烧实验为参考,对比研究了文献报道的3组分替代模型(模型Ⅰ)、2组分替代模型(模型Ⅱ)以及本文的单组分替代燃烧反应机理(模型Ⅲ)在预测我国航空煤油点火延时特性方面的实用性.结果表明,温度在1052～1538 K时,模型Ⅰ预测的点火延时与实验值相差较大;模型Ⅲ在温度高于1176 K时的预测值与实验值符合较好,在1052～1176 K之间时则相差较大;模型Ⅱ与模型Ⅲ预测值符合很好,由于前者考虑了低温反应机理,因而对1052～1176 K区间的预测精度与模型Ⅲ相比有所改善.计算还发现,模型Ⅱ中添加的20%(质量分数)1,2,4-三甲基苯对高温段点火延时未产生明显影响. 展开更多

关键词 正癸烷 航空煤油 燃烧反应动力学机理 点火延时 加热型激波管

在线阅读 下载PDF 职称材料

城镇终端天然气掺氢燃烧技术现状及展望 被引量：2

10

作者 胡国华 陈石义 +3 位作者 何松 肖娟 王斯民 李天雷 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期145-157,共13页

天然气掺氢是降低城镇终端燃具碳排放的有效途径之一,对于实现“双碳”目标具有重要意义。掺氢天然气在民用燃具领域具有巨大应用潜力,为加快城镇终端掺氢天然气利用的进程,分别从燃气互换性理论、应用实验及数值模拟等方面开展研究,阐... 天然气掺氢是降低城镇终端燃具碳排放的有效途径之一,对于实现“双碳”目标具有重要意义。掺氢天然气在民用燃具领域具有巨大应用潜力,为加快城镇终端掺氢天然气利用的进程,分别从燃气互换性理论、应用实验及数值模拟等方面开展研究,阐述了天然气掺氢燃烧的可行性,探讨了掺氢对燃气灶及热水器燃烧性能、热效率以及污染物排放的影响,对比了天然气燃烧反应机理的特点和适用范围。最后结合我国城镇天然气的相关标准、掺氢安全性及经济性等方面,指出了限制城镇终端天然气掺氢燃烧技术应用的主要因素以及未来发展趋势。研究结果表明:①天然气与氢气互换性主要受燃气组分和互换性指标的影响,天然气适宜的掺氢范围为0~20%;②掺氢能够显著降低天然气的碳排放,但燃具的热效率、氮氧化物排放以及适应性仍需进一步深入研究;③需要进一步采用量子化学、机器学习等先进手段探究天然气掺氢数值模拟的燃烧反应机理。结论认为,随着天然气掺氢管道的建设和发展,掺氢天然气在终端利用领域将展现出巨大潜力,与此同时掺氢天然气在终端实际应用中仍面临着诸多限制和技术挑战,天然气掺氢燃烧技术研究现状的系统梳理对推动氢能的安全高效应用具有重要现实意义,同时也为天然气掺氢燃烧技术的发展提供了研究思路和攻关方向。 展开更多

关键词 天然气掺氢 燃气具 燃气互换性 燃烧反应机理 燃烧特性 污染物排放 掺氢比例

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于燃烧机理对克劳斯工艺燃烧参数的优化

11

作者 田芳勇 黄山 +5 位作者 朱军 周屈兰 张杰 刘师承 古小红 尹琦岭 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS 北大核心 2021年第6期109-115,共7页

含H2S气田开采量占我国天然气开采量的60%,大型气田一般采用克劳斯硫磺回收工艺处理天然气中分离出来的酸性气。结合以往研究,通过分析简化,建立了完整的H_(2)S燃烧机理与克劳斯工艺流程模拟模块,进一步将模拟结果与某气田实际运行参数... 含H2S气田开采量占我国天然气开采量的60%,大型气田一般采用克劳斯硫磺回收工艺处理天然气中分离出来的酸性气。结合以往研究,通过分析简化,建立了完整的H_(2)S燃烧机理与克劳斯工艺流程模拟模块,进一步将模拟结果与某气田实际运行参数进行了对比,并对实炉运行参数进行了优化。研究发现,当过量空气系数为0.93、焚烧炉温为1273 K、冷却水温为500 K时,硫磺回收率可达到最优。将该优化结果应用于实炉,硫磺回收率达到97.54%,比原始工况提升了1.5%。 展开更多

关键词 克劳斯工艺 燃烧反应机理 燃烧参数 流程模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

滴定法测定含硼富燃推进剂燃烧残渣中总硼含量 被引量：3

12

作者 吴婉娥 毛根旺 鲁军 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期369-369,371,共2页

关键词 含硼富燃料推进剂 滴定法测定 燃烧残渣 硼含量 燃烧反应机理 硼化合物 化学反应机理 固体推进剂

在线阅读 下载PDF 职称材料

燃烧基础研究的进展和挑战(英文) 被引量：11

13

作者 琚诒光 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期26-97,共72页

超过80%的世界的能源转换是由燃烧方法来实现的.发展可利用替代燃料的清洁和高效的新型发动机是解决可持续能源发展的关键之一.在燃烧研究领域,实现这一目标的挑战是要揭示从燃料分子到发动机的多尺度燃烧过程中化学反应和火焰动力学机... 超过80%的世界的能源转换是由燃烧方法来实现的.发展可利用替代燃料的清洁和高效的新型发动机是解决可持续能源发展的关键之一.在燃烧研究领域,实现这一目标的挑战是要揭示从燃料分子到发动机的多尺度燃烧过程中化学反应和火焰动力学机理,发展高效,定量的数值模拟方法和开发新的燃烧技术.该文从7个方面综述最近几年燃烧领域的基础燃烧研究的进展和挑战.它们包括低温清洁燃烧的发动机技术,极限条件下的燃烧机理和现象,替代燃料和混合燃料模型,多尺度化学反应模拟方法,高压燃烧反应动力学,基础燃烧的实验方法,和先进测量技术.该文首先介绍均值充量压缩点火(HCCI),反应控制压缩点火(RCCI)以及增压燃烧等新型发动机的概念,评述燃料特性和低温燃烧反应过程对湍流燃烧和发动机的影响,讨论发展基础燃烧研究的必要性.第二,综述燃料浓度分层燃烧,稀薄燃烧,冷炎燃烧,以及等离子体助燃等极限燃烧条件下的新的燃烧现象和火焰机制.第三,以航空煤油和生物柴油为例来讨论建立模拟真实燃料和替代燃料的混合燃料模型的方法.介绍活性基指数和输运加权的反应焓的概念并用来比较燃料的高温反应特性和评价燃料的分子结构对燃烧特性的影响.第四,评述详细化学反应机理简化的方法.介绍多时间尺度(MTS)的化学反应的模拟和动态关联性自适应机理简化(CO-DAC)的方法来提高详细化学反应机理的计算效率.第五,讨论高压燃烧的火焰传播速度的实验测量结果以及高压燃烧化学反应机理所存在的问题,并分析高压燃烧的关键组分和反应路径.第六,评述测量火焰速度和组分等基础燃烧实验方法和模型中的问题和误差来源.介绍一些改进测量方法和提高测量精度的方法.最后,介绍测量低温燃烧中的关键组分和自由基的测量方法和最新进展. 展开更多

关键词 替代燃料 燃烧反应机理 多尺度模拟 实验方法 激光测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

热力学数据对1,3-丁二烯燃烧特性的影响

14

作者 任娜娜 薛洁 +2 位作者 王治钒 姚晓霞 王繁 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期141-150,共10页

基于G4方法,计算了1,3-丁二烯框架燃烧反应机理中102个物种的热力学数据,并考察了振动非谐性、频率校正因子以及受阻内转动对结果的影响.结果表明,考虑振动非谐性或采用不同的频率校正因子,对热力学数据的影响不大;考虑内转动后,对热力... 基于G4方法,计算了1,3-丁二烯框架燃烧反应机理中102个物种的热力学数据,并考察了振动非谐性、频率校正因子以及受阻内转动对结果的影响.结果表明,考虑振动非谐性或采用不同的频率校正因子,对热力学数据的影响不大;考虑内转动后,对热力学数据有较大影响.而且考虑内转动后,得到的热力学数据与实验热力学数据吻合得更好.用所得热力学数据模拟了1,3-丁二烯的绝热燃烧温度以及点火延迟时间,结果显示,要得到可靠的绝热火焰温度,对小分子(如CO和CO_(2)等)的热力学数据需要采用实验结果.将用所得热力学数据模拟得到的点火延迟时间,与机理本身的热力学数据所得点火延迟时间进行对比,二者差别显著,表明所得热力学数据主要通过改变一些反应的逆反应速率常数来影响点火延迟时间.进一步确定了用所得热力学数据对点火延迟时间有显著影响的一些物种. 展开更多

关键词 热力学数据 非谐性 频率校正因子 受阻内转动 燃烧反应机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同初始环境温度下MMH/MON-X低冰点推进剂燃烧反应过程的仿真分析

15

作者 郭堂松 马军强 +3 位作者 李国岫 李洪萌 蒋榕培 方涛 《火箭推进》 2025年第4期61-73,共13页

针对常规双组元液体推进剂(甲基肼/四氧化二氮)由于冰点偏高而在低温环境下凝固失效的问题,开展了低冰点推进剂化学反应机理及发动机仿真研究,探索了低冰点推进剂在低温环境下燃烧性能变差的原因。考虑MMH/MON-X燃烧化学反应机理,基于Ch... 针对常规双组元液体推进剂(甲基肼/四氧化二氮)由于冰点偏高而在低温环境下凝固失效的问题,开展了低冰点推进剂化学反应机理及发动机仿真研究,探索了低冰点推进剂在低温环境下燃烧性能变差的原因。考虑MMH/MON-X燃烧化学反应机理,基于Chemkin开展了MMH/MON-X燃烧过程模拟,明确了化学反应对MMH/MON-X燃烧过程的作用机制,结果表明MMH的脱氢反应对燃烧过程的温升作用较大。在相同的初始温度下,随着氧化剂中NO含量的增加,MMH/MON-X体系的燃烧温度逐渐降低。耦合湍流模型、雾化模型以及化学反应模型开展了MMH/MON-X低冰点发动机工作过程仿真,研究了初始环境温度对发动机内燃烧反应过程的影响。 展开更多

关键词 低冰点推进剂 燃烧反应机理 脱氢反应 喷雾燃烧 低冰点发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

H2/RP-3航空煤油混合燃料着火特性研究 被引量：6

16

作者 陈潇潇 刘宇 +2 位作者 曾文 马洪安 陈保东 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第26期127-134,共8页

实现碳氢燃料的快速点火与稳定燃烧是超燃冲压发动机研制过程中必须解决的关键问题。在航空煤油中添加乙醇燃料,利用乙醇热分解得到氢气等可燃小分子气体来改善燃烧过程是达到促进航空煤油着火与燃烧稳定的有效手段。选取正癸烷、甲苯... 实现碳氢燃料的快速点火与稳定燃烧是超燃冲压发动机研制过程中必须解决的关键问题。在航空煤油中添加乙醇燃料,利用乙醇热分解得到氢气等可燃小分子气体来改善燃烧过程是达到促进航空煤油着火与燃烧稳定的有效手段。选取正癸烷、甲苯、丙基环己烷三组份混合燃料作为RP-3航空煤油的模拟替代燃料,构建了其燃烧反应机理;并对该机理进行了验证。为揭示氢气对RP-3航空煤油着火特性的影响,构建了RP-3航空煤油/氢气混合燃料的燃烧反应机理;并对该机理进行了验证。同时,采用该燃烧反应机理分析了多工况下掺氢比对RP-3航空煤油着火特性的影响。结果表明,采用正癸烷、甲苯、丙基环己烷三组份混合燃料的燃烧反应机理计算得到的着火延迟时间与相应工况下RP-3航空煤油着火延迟时间的试验数据吻合良好;多工况下氢气添加能够提升RP-3航空煤油/氢气混合气活性,缩短着火延迟时间,促进燃料着火;同时,随着混合气中掺氢比的升高,混合气的着火延迟时间逐渐缩短。 展开更多

关键词 氢气 RP-3航空煤油 燃烧反应机理 着火延迟时间 掺氢比

在线阅读 下载PDF 职称材料