With tightened energy and increasing environmental pollution, bio-derived fuels have attracted increasing interests. Butanol is one of new-generation biofuels which has the broad application prospect. The toluene reference fuel (iso-octane, n-heptane and toluene, TRF) is adopted as gasoline model surrogate, which was mixtured with n-butanol to form blended mixtures. The opposed-flow diffusion flame at 1 atm and high-pressure flame combustion apparatus (1-10 atm) are used for the basic experiments of TRF/n-butanol fuel mixtures combustion, and can obtain combustion major species and intermediates concentrations, and flame speeds at wide range of pressures. The combustion mechanism of TRF/butanol mixtures is developed at wide range of pressures, which is validated and improved using the experimental data. With the improved combustion mechanism, the chemical kinetic simulations are used to identify the chemical effects for each component, and interactions between the components are understood deeply. The trends of the regulated and non-regulate pollutants are revealed. This study can provide important theoretical support and practical guidance for the use of this kind of fuels, and also can promote the basic combustion research level at wide range of pressures to increase.
随着能源紧缺和环境污染日益严重,生物燃料得到了越来越多的关注,其中丁醇是具有广泛应用前景的新一代生物燃料。本项目采用异辛烷、正庚烷、甲苯组成的三组分替代燃料(Toluene Reference Fuel, TRF)作为汽油模型替代燃料,使其与正丁醇混合形成TRF/正丁醇混合燃料,利用常压对冲扩散火焰和高压火焰燃烧装置(1-10 atm)对该混合燃料进行宽压力基础燃烧实验研究,分别获得燃烧主要和中间产物的浓度分布及宽压力下的火焰传播速度。在宽压力范围内建立TRF/正丁醇汽油替代燃料燃烧反应机理,并利用已得到的实验数据对所建立的反应机理进行验证和改进。利用改进后的机理,通过化学反应动力学模拟对混合燃料各组分的实际化学作用进行辨识,深入理解组分间相互作用机制,揭示常规和非常规污染物生成规律。本研究为此类混合燃料在实际中使用提供重要的理论支撑和实际指导,促进我国宽压力下基础燃烧研究水平的提升。
随着能源紧缺和环境污染日益严重,生物燃料得到了越来越多的关注,其中丁醇是具有广泛应用前景的新一代生物燃料。本项目采用异辛烷、正庚烷、甲苯组成的三组分替代燃料作为汽油模型替代燃料,使其与正丁醇混合形成混合燃料,利用常压对冲扩散火焰和高压流动管反应器对该混合燃料开展了宽压力基础燃烧/裂解的实验研究,分别获得了重要的燃烧主要和中间产物的浓度分布数据以及宽压力工况条件下燃料裂解的主要产物和中间产物浓度数据。利用Ranzi等人完整燃烧反应机理,在宽压力范围开展了详细的化学反应动力学模拟,并利用已得到的宽压力中间物种浓度实验数据对该化学反应动力学模拟结果进行详细的验证、分析和讨论。此外,还通过化学反应动力学模拟对混合燃料各组分的实际化学作用进行了辨识,深入理解了组分间相互作用机制,揭示了常规和非常规污染物生成规律。本研究为此类混合燃料在实际中使用提供了重要的理论支撑和实际指导,能够促进我国宽压力下基础燃烧研究水平的提升。
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数据更新时间:2023-05-31
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