適用于汽油參比燃料TRF的多環(huán)芳香烴生成機理的研究.pdf

1、天津大學碩士學位論文適用于汽油參比燃料適用于汽油參比燃料TRF的多環(huán)芳香烴生的多環(huán)芳香烴生成機理成機理的研究的研究StudyonDetailedReactionMechanismofPolycyclicAromaticHydrocarbonsfGasolineSurrogateFuelsTRF學科專業(yè)：動力機械及工程作者姓名：李艷榮指導教師：裴毅強副教授天津大學機械學院二零一四年十二月I中文摘要中文摘要隨著我國汽車保有量的顯著增長，汽車

2、顆粒物和多環(huán)芳香烴(PAH)排放對環(huán)境和人類健康構成重要威脅，由于排放法規(guī)對內燃機顆粒物質量和數(shù)量排放的嚴格限制，對燃料顆粒物生成機理的研究受到社會的廣泛關注。然而，顆粒物形成的最后環(huán)節(jié)是PAH的物理凝固，因此研究燃燒過程中PAHs的生長路徑對于精確預測顆粒物的體積分數(shù)、數(shù)濃度以及粒度分布具有重要的理論意義。首先，本文在目前應用較為廣泛的汽油參比燃料基礎燃料PRF(異辛烷和正庚烷混合物)基礎上添加甲苯燃料，構成含芳香烴的最簡單的汽油參比

3、燃料甲苯參比燃料TRF，并以此為研究對象，構造了一個包括287種組分和1569個反應的汽油參比燃料(TRF)燃燒過程中多環(huán)芳香烴(PAHs)生成機理的詳細化學反應動力學模型，引入四種多環(huán)芳香烴PAH生長路徑將多環(huán)芳香烴的生成機理發(fā)展到芘A7水平，并通過對PAH產率的分析，指出乙炔(C2H2)、丙炔(C3H3)、乙烯基乙炔(C4H4)以及含有奇數(shù)碳原子的環(huán)戊二烯自由基(C5H5)和茚基(C9H7)等物質對PAHs生成和生長起到的重要作用。

4、該機理可以較準確計算PRF和TRF火焰的著火延遲期、燃燒火焰中小分子(PAH前驅體C2H2、C3H4等)和PAHs的物質濃度。通過與實驗數(shù)據(jù)的比較表明，該機理在不同溫度、壓力、化學計量比下具有較好的預測性能。在此基礎上，給出較為科學的汽油參比燃料混合物配比原則，以參比燃料TRF為研究對象研究多環(huán)芳香烴的生成必須首先確保芳香烴與鏈烷烴體積比與實際燃油相同，以保證參比燃料對多環(huán)芳香烴模擬結果的精確性，在此基礎上調整正庚烷和異辛烷的體積分數(shù)使

5、得參比燃料的RON、MON與實驗燃油相同以確保參比燃料著火計算對實驗結果的預測達到很好的吻合。為使PAH生成機理與三維CFD軟件耦合探究PAH在缸內的形成及變化過程，基于物質敏感性和溫度敏感性分析，本文將PAH詳細的化學反應機理簡化為含有87種物質，480個反應的簡化機理，對比了簡化機理和詳細反應機理對著火延遲、物質濃度的預測結果并與實驗數(shù)據(jù)進行比較，簡化的PAH生成機理對于汽油著火和燃燒產物的預測與實驗結果具有較好的一致性。關鍵詞：關