毕业论文

打赏
当前位置: 毕业论文 > 研究现状 >

生物燃料的热力性质国内外研究现状

时间:2019-02-21 22:43来源:毕业论文
Fisher等人[6]通过研究发现,生物燃料的热力性质和化学动力学模型可以在两种氧化物中得以发展:甲酸甲酯,一种相对简单的分子;丁酸甲酯,一种用于生物柴油燃料的模型的化合物。

Fisher等人[6]通过研究发现,生物燃料的热力性质和化学动力学模型可以在两种氧化物中得以发展:甲酸甲酯,一种相对简单的分子;丁酸甲酯,一种用于生物柴油燃料的模型的化合物。针对最简单的甲酯,甲酸甲酯的氧化,Dooley等人[7]在一系列层流火焰稳燃器中对其进行研究,甲酸甲酯被观察到可以转变为甲醇,甲醛和甲烷,这些都是与机理相关的主要中间产物。少量的乙烯和乙炔也可以在甲酸甲酯的氧化过程中形成。他们同时发现,反应物,产物和主要中间产物的分布与最近研究的甲酸甲酯氧化模型的数值计算结果有很好的一致性。这表明在测试火焰环境下,氢原子的吸收反应主导了燃料的消耗过程。他们认为,原子团之间相互的重组反应对一些低浓度的中间产物的形成非常重要,包括乙酸甲酯,接下来发生的分解反应就会是乙烯的主要来源。在实验数据和模型计算结果之间良好的一致性进一步证实了最近提出的甲酸甲酯氧化机理。最近,Gaïl等人[8]开始研究丁酸甲酯在各种情况下的氧化过程的化学动力学模型。实验在800K时热点火,此时丁酸甲酯的氧化基本没有表现出和在低温、负压下反应时相似的表现。建模结果显示出降温氧化特性,但在VPER中合理地再现了热点火特性。在更高温情况下,模型很好的反映出了在射流空气搅拌器和反向对流扩散火焰实验内的中间产物。Pascal等人[9]对癸酸甲酯进行了研究。通过对癸酸甲酯的研究,他们提出了一个严谨的针对生物柴油替代物氧化的动力学模型,并进行了一系列实验进行测试。癸酸甲酯模型由高温化学氧化和低温化学氧化组成。通过大量的化学动力学参数和热化学参数严格地建立起这个模型,用于更好理解小分子甲酯等的氧化。结果显示,他们所提到的基于烷类氧化反应动力学建立的模型与早先提出的模型相比,整体表现具有很大的提升。对所有可用的癸酸甲酯模型的化学路径通量进行分析,结果显示燃料的氧化路径与建模时设定的动力学和热化学参数表现地完全不同。尤其,在特定甲酯功能性方面有很大程度上的不同。对大分子的甲酯,燃烧过程中会呈现出与正烷类整体反应相似的特性;然而那些较小的(C2-C4)的甲酯却表现出一些不同而且独特的特性。为了解释这种现象,Pascal[10]等人将一个先前对丁酸甲酯和癸酸甲酯建立的动力学模型扩展应用到小分子甲酯的氧化过程。实验结果分别通过无甲醇的特定燃料反应通路,甲基自由基和氢原子的产生强调了甲酸甲酯、乙酸甲酯和丙酸甲酯的化学动力特性。同时,大分子数的甲酯和正烷类分子呈现出相似反应特性的主要原因是甲醛和乙烯的形成,这一般会导致在高温下自由基的形成,因此火焰氧化的速率在整体水平上类似。同时, Herbinet等人[11]对癸酸甲酯研究后,提出了一个严谨的化学动力学机理,这种机理的一个重要的特点就是CO2的早起形成对燃烧过程的影响,这在酯类反应物和生物燃料中独一无二。这个模型同时认为点火延迟和OH的分布与正庚烷在冲击管实验中观察到的现象很接近。这些模型表示对于所有反应而言,大分子的正烷类可以成为大分子甲酯和生物柴油很好的替代物,但是在有些动力学细节方面,比如生物柴油中早期CO2的产生,可以仅仅通过甲酯类燃料动力学模型来完成预测。33474 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
通过长期对生物燃料燃烧特性的研究,现在普遍认为生物柴油的燃耗过程主要经过两个过程:低温放热和高温放热;在低温放热阶段,燃料主要通过脱氢反应进行消耗,而在高温阶段主要由自身的分子裂解和脱氢反应功能进行消耗。无论在高温还是低温阶段,OH自由基起到了至关重要的作用。可见,在生物柴油的燃烧过程中,H原子和OH自由基对了解其反应机理具有重要的研究意义。针对H原子和OH自由基,Du等人[12]认为CO2可以减少烟黑的排放。他们研究了二氧化碳添加剂同时对扩散火焰的燃料和氧化剂的数值研究,主要探索二氧化碳添加剂对限制烟灰生成的化学机理。最近出现了一种新的思路[13],就是分别去讨论添加剂对燃料或氧化剂的化学作用。结果显示对二氧化碳而言,无论加在燃料一方或者氧化剂一方,它确实参与了化学反应。添加二氧化碳的化学作用具体提现在对烟灰的化学抑制作用,这主要通过降低乙炔浓度和火焰温度,并通过氢原子将二氧化碳转化为羟基,这加速了烟灰形成区中烟灰前期的氧化过程。在反应CO2+H=CO+OH 和 CO2+CH=HCO+CO中可以发现添加二氧化碳所引起的化学作用。二氧化碳的添加对燃料的化学作用很小,但当加入氧化剂时就显得非常重要。二氧化碳的化学作用也可以抑制NOx的形成[14]。论文网 生物燃料的热力性质国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190221/30604.html
------分隔线----------------------------
推荐内容