正戊醇/汽油层流扩散火焰碳烟生成动力学

摘要

利用双色激光诱导炽光法(TC-LII)测量了正戊醇/汽油层流扩散火焰中的二维碳烟体积分数分布,研究了正戊醇掺比对碳烟生成的影响.此外,构建了pentanol-TRF-PAHs半详细机理,利用CHEMKIN 0-D定压模型对前驱物的路径和敏感性进行了分析.结果表明:添加正戊醇能够显著抑制碳烟生成,碳烟体积分数随正戊醇比例的增加呈近似线性下降趋势.与纯汽油相比,P20(正戊醇的体积分数为20％)、P40、P60和P80的峰值碳烟分别降低21.4％、45.3％、64.9％和84.5％.动力学分析表明:芳烃苯(A1)、萘(A2)、菲(A3)和芘(A4)的摩尔分数随正戊醇的增加而降低.添加正戊醇没有改变A1的主要生成和消耗路径.对正戊醇(P100)来说,A1通过C3+ C3和C4+ C2的反应生成,生成速率远小于含甲苯的燃料(P0～ P80).正戊醇对碳烟的降低主要归因于芳烃稀释效应.此外,A1的生成受到了OH、HO2、CH3和H化学反应过程的控制,添加正戊醇后,H2O2、HO2的离解反应对A1的敏感性增强.