乙醇／正庚烷燃烧过程PAH形成的数值模拟.pdfVIP

第 19卷 第 1期 燃 烧 科 学 与 技 术 v01．19 NO．1 2013年 2月 JournalofCombustionScienceandTechnology Feb．2013 DOI10．11715／rskxjs201301002 乙醇／正庚烷燃烧过程PAH形成的数值模拟 王 忠 ，李铭迪 ，李立琳 1,2，赵 洋 ，刘 帅 (1．江苏大学汽车与交通工程学院，镇江 212013；2．河南工程学院机械工程系，郑州 450000) 摘 要：应用 CHEMKIN化学动力学软件，构建乙醇／t庚烷的芳香烃 (PAH)形成机理 (包含241种组分 ，1703个基 元反应)．在激波管和预混火焰条件下，研究乙醇／TI庚烷燃烧过程中前驱体单环芳香烃 (苯)和多环芳香烃 (萘、菲、 芘)的形成 ，探讨乙醇掺混比对 PAH形成的影响．对生成速率的分析结果表明，丙炔基的聚合与环化、苯基的加氢 反应是形成苯的主要反应 ；多个苯环的形成主要通过脱氢加乙炔反应 ；具有氧化性的 H 和 OH 自由基减少了PAH 的生成．敏感性分析结果表明，乙醇／正庚烷燃烧过程中，促进苯生成的主要反应是戊基 、戊烯 、烯丙基和丙基的分 解．随着乙醇掺混比的增加 ，燃烧过程中分解形成的活性羟基 (一0H)摩尔分数增加，PAH 的生成速率下降，表明 乙醇具有抑制PAH形成的作用． 关键词 ：乙醇／正庚烷；PAH；数值模拟；形成过程；CHEMKIN 中图分类号 ：TK421．2 文献标志码：A 文章编号：1006—8740(2013)01—0009—06 NumericalSimulationofPAH FormationProcessin Ethanol／n—HeptaneCombustionFlame WangZhong ，LiM ingdi，LiLilin一，ZhaoYang ，LiuShuai (1．SchoolofAutomobileandTrafficEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China； 2．Depa~mentofMechanicalEngineering，HenanInstituteofEngineering，Zhengzhou450000，China) Abstract：ThePAHformationmechanism ofethanol／n—heptane(including241speciesand1703reactions)wasbuilt usingtheCHEMKIN software．ThePAH (benzene，naphthalene，phenanthrene，pyrene)formationprocessofetha- nol／n．heptaneinshocktubeandpremixedflamewasstudied．TheeffectofethanolratiosonpAH formationprocess wasanalyzed．Theformationrate(ROP)analysisresultsshowedthatbenzenewasmainlyformedbythepolymeriza- tionofpropargylandthehydrogenationreactionofpheny1．Naphthalene，phenanthrene，andpyreneweremainly formedbvH．abstractionacet5，leneaddition．TheH andOH oxidationradicalscanreducethefomr ationofPAH．The sensitivityanalysisresultsshowedthatduringthecombustionprocessofethanol／n—hepta