乙醇与碳氢燃料混合燃烧过程中相互作用关系的研究

摘要

为了深入理解乙醇与碳氢燃料在混合燃烧过程中的相互作用，论文运用量子化学计算和动力学计算的方法对乙醇及其燃烧中间组分（甲醇和乙醛）与碳氢燃料裂解产生的乙烯基（C2H3）间的反应机理以及乙醇在层流预混火焰中对碳氢燃料燃烧速率的影响进行了理论探究。
　　运用B3LYP方法结合高水平能量修正对乙烯基与甲醇、乙醇和乙醛间的反应进行了探索，确定了三个反应的可能性，说明乙醇在与碳氢燃料混合燃烧过程中两者之间存在通过乙烯基的相互作用。势能面分析表明三个反应中脱氢反应路径具有较低的势垒，均为优势通道。运用过渡态理论结合隧道效应修正，在300～2500K的温度范围内对反应优势通道的速率常数进行了计算，结果表明优势通道的速率常数均呈现正温度系数效应，且隧道效应的影响主要体现在低温区域。
　　乙烯/乙醇层流预混火焰的实验及动力学计算表明，乙醇的添加会在一定程度上减缓乙烯的消耗。论文对此进行了分析，发现了高、低温下不同的影响机理。低温下，其主要是由于乙醇对 OH和 O自由基的竞争作用减缓了两种自由基与乙烯的反应，而高温下则是因为乙醇分解生成了部分乙烯，使得乙烯表观反应速率降低。
　　正庚烷/乙醇层流预混火焰的实验及动力学计算表明，乙醇的添加会在一定程度上加快正庚烷的消耗。论文对此进行了分析，发现其主要是由于乙醇添加对火焰温度的提高导致的，当火焰温度保持一致时，乙醇的添加对正庚烷的消耗影响不大。

目录

声明

字母注释表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 乙醇及其在内燃机中的应用

1.3 乙醇与碳氢燃料混合燃烧的基础研究

1.4 本文研究内容

第二章 乙醇及中间产物与碳氢燃料裂解自由基之间基元反应的研究

2.1 量子化学计算简介

2.2 乙烯基与甲醇间基元反应的理论研究

2.3 乙烯基与乙醇间基元反应的理论研究

2.4 乙烯基与乙醛间基元反应的理论研究

2.5 本章小结

第三章 乙醇及碳氢燃料混合燃烧过程中燃烧速率变化关系的研究

3.1 反应动力学计算简介

3.2 层流预混火焰中乙醇对乙烯燃烧的影响研究

3.3 层流预混火焰中乙醇对正庚烷燃烧的影响研究

3.4 本章小结

第四章 全文总结与展望

4.1 全文总结

4.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢