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CO_(2)诱导肼类燃料低温反应机理研究
1
作者
陈睿哲
刘永峰
+2 位作者
王龙
毕贵军
宋金瓯
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期427-435,I0011,共10页
为研究CO_(2)诱导肼类燃料在低温下的反应机理,采用量子化学计算对肼(N_(2)H_(4))、甲基肼(MMH)和偏二甲肼(UDMH)在不同温度下与CO_(2)的反应过程与势能面进行了分析。利用分子平均局部离子化能(ALIE)与福井函数/双描述符预测了N_(2)H_...
为研究CO_(2)诱导肼类燃料在低温下的反应机理,采用量子化学计算对肼(N_(2)H_(4))、甲基肼(MMH)和偏二甲肼(UDMH)在不同温度下与CO_(2)的反应过程与势能面进行了分析。利用分子平均局部离子化能(ALIE)与福井函数/双描述符预测了N_(2)H_(4)、MMH和UDMH的反应活性位点,通过过渡态理论获得不同肼类燃料与CO_(2)反应的路径,构建其通道势能面,根据高精度能量获得宽温度范围下热力学参数与动力学数据。结果表明N_(2)H_(4)活性位点为N,MMH活性位点为与甲基相连的N,UDMH活性位点为氨基中的N;CO_(2)诱导肼类燃料低温反应的主要产物为肼羧酸,该反应为低温正向、高温逆向反应,这与常规燃料反应呈现相反的特点;在10 MPa压力下,N_(2)H_(4)的正逆向反应转变温度最小,约为400 K,MMH的正逆向反应转变温度约为460 K,而UDMH很难与CO_(2)反应;肼类燃料与CO_(2)的反应速率常数随温度升高而增大,其中MMH反应速率常数最大,在10 MPa、453 K环境下k为3.51×10^(-8)L/(s·mol)。
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关键词
量子化学
肼类燃料
CO_(2)诱导
活性位点
肼(N_(2)H
4)
甲基肼(MMH)
偏二甲肼(UDMH)
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职称材料
基于量子化学计算柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下的燃烧特性
被引量：
3
2
作者
王龙
刘永峰
+1 位作者
毕贵军
宋金瓯
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期2948-2958,共11页
为研究柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下燃烧反应机理与燃烧特性,本文提出了量子化学计算的机理与光学实验,通过分子平均局部离子化能和表面静电势分析分子的反应活性位点,通过计算化学计算了新的化学反应路径,对反应路径进行敏感性分析和简化...
为研究柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下燃烧反应机理与燃烧特性,本文提出了量子化学计算的机理与光学实验,通过分子平均局部离子化能和表面静电势分析分子的反应活性位点,通过计算化学计算了新的化学反应路径,对反应路径进行敏感性分析和简化,然后计算了火焰自然光度和火焰浮起长度,最后搭建了具备光学通道的定容燃烧弹实验平台并进行柴油燃烧的流体力学模拟。计算结果与实验结果对比结果表明,在35%CO_(2)+65%O_(2)氛围下火焰浮起长度最大误差、最小误差和平均误差分别为13.9%、0.5%和1.4%,均为可接受的误差,说明此机理适用于CO_(2)/O_(2)氛围下柴油燃烧特性的研究。高浓度二氧化碳会致使火焰发生分叉,引起湍流现象,并且二氧化碳在高温下会热解成一氧化碳和氧自由基。一氧化碳的碳端化学反应活性比氧端的大,碳端平均局部离子化能为12.62eV且静电势极小值为-0.51eV。
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关键词
计算化学
平均局部离子化能
表面静电势
定容燃烧弹
流体力学
二氧化碳
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职称材料
CO_(2)/O_(2)环境对柴油着火及燃烧特性的影响
被引量：
1
3
作者
万源
刘永峰
+2 位作者
毕贵军
刘海峰
张璐
《内燃机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期44-54,共11页
为研究CO_(2)/O_(2)环境对柴油着火和燃烧特性的影响,以正庚烷为柴油表征燃料,利用CONVERGE计算了不同CO_(2)/O_(2)环境下正庚烷的着火和燃烧过程,并搭建了可视化定容燃烧弹试验平台进行了验证。使用高速摄影机记录了初始温度850 K,初...
为研究CO_(2)/O_(2)环境对柴油着火和燃烧特性的影响,以正庚烷为柴油表征燃料,利用CONVERGE计算了不同CO_(2)/O_(2)环境下正庚烷的着火和燃烧过程,并搭建了可视化定容燃烧弹试验平台进行了验证。使用高速摄影机记录了初始温度850 K,初始压力3 MPa,CO_(2)体积分数分别为35%、40%、50%和60%时正庚烷燃烧的自发光强度,利用CHEMKIN中定容均质反应器分析了CO_(2)物理和化学作用对着火的影响。研究结果表明:在CO_(2)体积分数35%时存在爆燃的现象,随着CO_(2)体积分数增长,着火延迟时间增长,着火位置远离喷嘴,稳态燃烧阶段火焰的长度和宽度也增大,CO_(2)体积分数在50%~60%之间时火焰自发光强度峰值明显下降;CO_(2)的物理作用抑制了着火,第三体作用对着火的促进作用大于直接参与反应对着火的抑制作用,造成CO_(2)的化学作用缩短了着火延迟时间,并且随着CO_(2)体积分数增大,化学作用对着火的促进作用更加明显。
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关键词
CO_(2)/O_(2)环境
定容燃烧弹
着火过程
火焰自发光强度
第三体作用
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职称材料
题名
CO_(2)诱导肼类燃料低温反应机理研究
1
作者
陈睿哲
刘永峰
王龙
毕贵军
宋金瓯
机构
北京建筑大学北京市建筑安全监测工程
技术
研究
中心
四川大学化学工程学院
新加坡科技研究局制造技术研究院
天津大学先进内燃动力全国重点实验室
出处
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期427-435,I0011,共10页
基金
国家自然科学基金(No.51976007)
先进内燃动力全国重点实验室开放研究项目(No.K2023-04)。
文摘
为研究CO_(2)诱导肼类燃料在低温下的反应机理,采用量子化学计算对肼(N_(2)H_(4))、甲基肼(MMH)和偏二甲肼(UDMH)在不同温度下与CO_(2)的反应过程与势能面进行了分析。利用分子平均局部离子化能(ALIE)与福井函数/双描述符预测了N_(2)H_(4)、MMH和UDMH的反应活性位点,通过过渡态理论获得不同肼类燃料与CO_(2)反应的路径,构建其通道势能面,根据高精度能量获得宽温度范围下热力学参数与动力学数据。结果表明N_(2)H_(4)活性位点为N,MMH活性位点为与甲基相连的N,UDMH活性位点为氨基中的N;CO_(2)诱导肼类燃料低温反应的主要产物为肼羧酸,该反应为低温正向、高温逆向反应,这与常规燃料反应呈现相反的特点;在10 MPa压力下,N_(2)H_(4)的正逆向反应转变温度最小,约为400 K,MMH的正逆向反应转变温度约为460 K,而UDMH很难与CO_(2)反应;肼类燃料与CO_(2)的反应速率常数随温度升高而增大,其中MMH反应速率常数最大,在10 MPa、453 K环境下k为3.51×10^(-8)L/(s·mol)。
关键词
量子化学
肼类燃料
CO_(2)诱导
活性位点
肼(N_(2)H
4)
甲基肼(MMH)
偏二甲肼(UDMH)
Keywords
quantum chemistry
hydrazine fuels
CO_(2)induction
active site
reaction rate constant
hydrazine(N_(2)H 4)
methyl hydrazine(MMH)
unsymmetrical dimethyl hydrazine(UDMH)
分类号
TJ55 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
O64 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
基于量子化学计算柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下的燃烧特性
被引量：
3
2
作者
王龙
刘永峰
毕贵军
宋金瓯
机构
北京建筑大学
新加坡科技研究局制造技术研究院
天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期2948-2958,共11页
基金
国家自然科学基金(51976007)
北京市自然科学基金(3192011)。
文摘
为研究柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下燃烧反应机理与燃烧特性,本文提出了量子化学计算的机理与光学实验,通过分子平均局部离子化能和表面静电势分析分子的反应活性位点,通过计算化学计算了新的化学反应路径,对反应路径进行敏感性分析和简化,然后计算了火焰自然光度和火焰浮起长度,最后搭建了具备光学通道的定容燃烧弹实验平台并进行柴油燃烧的流体力学模拟。计算结果与实验结果对比结果表明,在35%CO_(2)+65%O_(2)氛围下火焰浮起长度最大误差、最小误差和平均误差分别为13.9%、0.5%和1.4%,均为可接受的误差,说明此机理适用于CO_(2)/O_(2)氛围下柴油燃烧特性的研究。高浓度二氧化碳会致使火焰发生分叉,引起湍流现象,并且二氧化碳在高温下会热解成一氧化碳和氧自由基。一氧化碳的碳端化学反应活性比氧端的大,碳端平均局部离子化能为12.62eV且静电势极小值为-0.51eV。
关键词
计算化学
平均局部离子化能
表面静电势
定容燃烧弹
流体力学
二氧化碳
Keywords
computational chemistry
average local ionization energy
surface electrostatic potential
constant volume combustion chamber
fluid mechanics
carbon dioxide
分类号
TK421 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
TQ517 [化学工程]
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职称材料
题名
CO_(2)/O_(2)环境对柴油着火及燃烧特性的影响
被引量：
1
3
作者
万源
刘永峰
毕贵军
刘海峰
张璐
机构
北京建筑大学机电与车辆工程学院
新加坡科技研究局制造技术研究院
天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室
出处
《内燃机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期44-54,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51976007)
北京建筑大学研究生创新项目(PG2022128)
内燃机燃烧学国家重点实验室开放研究项目(K2023-04)。
文摘
为研究CO_(2)/O_(2)环境对柴油着火和燃烧特性的影响,以正庚烷为柴油表征燃料,利用CONVERGE计算了不同CO_(2)/O_(2)环境下正庚烷的着火和燃烧过程,并搭建了可视化定容燃烧弹试验平台进行了验证。使用高速摄影机记录了初始温度850 K,初始压力3 MPa,CO_(2)体积分数分别为35%、40%、50%和60%时正庚烷燃烧的自发光强度,利用CHEMKIN中定容均质反应器分析了CO_(2)物理和化学作用对着火的影响。研究结果表明:在CO_(2)体积分数35%时存在爆燃的现象,随着CO_(2)体积分数增长,着火延迟时间增长,着火位置远离喷嘴,稳态燃烧阶段火焰的长度和宽度也增大,CO_(2)体积分数在50%~60%之间时火焰自发光强度峰值明显下降;CO_(2)的物理作用抑制了着火,第三体作用对着火的促进作用大于直接参与反应对着火的抑制作用,造成CO_(2)的化学作用缩短了着火延迟时间,并且随着CO_(2)体积分数增大,化学作用对着火的促进作用更加明显。
关键词
CO_(2)/O_(2)环境
定容燃烧弹
着火过程
火焰自发光强度
第三体作用
Keywords
CO_(2)/O_(2)environment
constant volume combustion cha
分类号
TK421 [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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
CO_(2)诱导肼类燃料低温反应机理研究
陈睿哲
刘永峰
王龙
毕贵军
宋金瓯
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
2
基于量子化学计算柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下的燃烧特性
王龙
刘永峰
毕贵军
宋金瓯
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
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职称材料
3
CO_(2)/O_(2)环境对柴油着火及燃烧特性的影响
万源
刘永峰
毕贵军
刘海峰
张璐
《内燃机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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