化学反应动力学

摘要： 应用CHEMKIN-PRO化学动力学软件,构建甲醇/F-T(Fischer-Tropsch)柴油表征燃料燃烧简化动力学机理(包含101种组分,692个基元反应).利用反射激波管模型模拟甲醇/F-T柴油在柴油机预混燃烧时的燃烧状况,探讨了在不同初始预混燃烧条件和不同甲醇掺混比下甲醇/F-T柴油的燃烧特性.模拟结果表明:初始温度和初始压力的增加都会加快各燃烧反应速率,但初始压力的增加会促进混合燃料完全燃烧,而初始温度的增加会抑制混合燃料完全燃烧;当量比的增加会抑制氧基生成,同时促进氢基的生成,对混合燃料的燃烧反应起抑制作用;随着甲醇掺混比的增加,F-T柴油的消耗速率和中间自由基的生成速率降低,抑制混合燃料的燃烧,氢基的消耗敏感性降低,而羟基和氧基的生成敏感性降低.

摘要： 一、《化学反应工程与工艺》的宗旨是反映我国化学反应工程和有关工艺方面的科技成果,促进国内外的学术交流,并为我国社会主义现代化的建设服务。二、本刊是以刊登化学反应工程领域内的科学研究论文、工程和工艺相结合的应用性论文为主的双月刊。主要内容包括:化学反应动力学、催化剂及催化反应工程、反应工程技术及其分析、反应装置中的传递过程、流态化及多相流反应工程、聚合反应工程、生化反应工程、反应过程和反应器的数学模型及仿真、工业反应装置结构特性的研究、反应器放大和过程开发等。

摘要： 一、《化学反应工程与工艺》的宗旨是反映我国化学反应工程和有关工艺方面的科技成果,促进国内外的学术交流,并为我国社会主义现代化的建设服务。二、本刊是以刊登化学反应工程领域内的科学研究论文、工程和工艺相结合的应用性论文为主的双月刊。主要内容包括:化学反应动力学、催化剂及催化反应工程、反应工程技术及其分析、反应装置中的传递过程、流态化及多相流反应工程、聚合反应工程、生化反应工程、反应过程和反应器的数学模型及仿真、工业反应装置结构特性的研究、反应器放大和过程开发等。

摘要： 以柴油-甲醇燃料为研究对象,探究柴油-甲醇混合燃料燃烧对多环芳香烃(PAHs)生成的影响规律。将AVL-Fire和Chemkin耦合,构建正庚烷-甲苯-PAHs化学反应动力学机理并验证,采用Chemkin中的均质零维反应模型进行仿真模拟,研究了柴油-甲醇混合燃料不同掺混比、初始温度、初始压力、当量比对多环芳香烃苯、萘、菲、芘(A_(1)~A_(4))的影响。结果表明:随着甲醇掺混比从0%增加到20%,A_(1)~A_(4)的摩尔分数峰值降幅分别为5.4%,14.6%,21.5%,28.1%,总生成率的谷值升高率分别为0.86%,18.91%,20.84%,23.54%,说明PAHs的苯环数越多,受甲醇的抑制作用相对越明显;从反应路径中可以看出,甲醇在燃烧中分解形成H_(2)、OH、H等,更多地加入到消耗PAHs的反应路径中,尤其是苯环数较多的PAHs;随着初始温度从1000 K增加到1200 K,缸内温度急剧升高的时刻提前,A_(1)~A_(4)摩尔分数峰值分别上升了0.67×10^(-5),2.43×10^(-10),5.23×10^(-14),0.93×10^(-14),说明初始温度增加有利于加速PAHs的生成;随着初始压力从0.1 MPa增加到1 MPa,A_(1)~A_(4)的峰值到达时刻均有所提前,大约提前了27 ms,提前幅度为93%,甲醇分子裂解形成的自由基与PAHs前驱体反应更加剧烈,有利于促进PAHs的生成;当量比从0.5增加到1.5,A_(1)~A_(4)的摩尔分数峰值升高率分别为1486%,1194900%,79249900%,29269900%,当量比的增加导致燃烧局部缺氧,显著地促进了PAHs的形成。

摘要： 采用热重分析及化学反应动力学研究了3种废弃离子交换树脂(WIER)的燃烧机理。结果表明:3种WIER具有相似的燃烧特性,并且均含有较多结合水和挥发分,结合水析出活化能在12.31~41.12 kJ/mol,与挥发分析出活化能相近;随着温升速率的增加,3种WIER燃烧过程中结合水析出阶段和挥发分析出阶段重合越多;对比3种WIER的12种反应机理,结合水析出阶段最概然机理函数均为G-B方程,而挥发分析出阶段最概然机理函数对应的方程有所不同。

摘要： 利用反应路径分析和敏感性分析方法对异辛烷和正庚烷的详细化学反应动力学模型进行简化,根据“半解耦”思想,以C0~C1的小分子机理作为汽油基础参考燃料(PRF)的“内核”,构建了包含41种组分和131个反应的PRF简化化学反应动力学模型,并通过了基础反应器包括激波管(ST)、一维层流火焰速度(LFS)和射流搅拌器(JSR)的实验数据验证.结果表明,本文构建的PRF简化动力学模型,既能准确预测燃料的滞燃期,又能有效地描述燃料层流火焰速度和关键组分的演变趋势.

摘要： 一、《化学反应工程与工艺》的宗旨是反映我国化学反应工程和有关工艺方面的科技成果,促进国内外的学术交流,并为我国社会主义现代化的建设服务。二、本刊是以刊登化学反应工程领域内的科学研究论文、工程和工艺相结合的应用性论文为主的双月刊。主要内容包括:化学反应动力学、催化剂及催化反应工程、反应工程技术及其分析、反应装置中的传递过程、流态化及多相流反应工程、聚合反应工程、生化反应工程、反应过程和反应器的数学模型及仿真、工业反应装置结构特性的研究、反应器放大和过程开发等。三、来稿必须具有创新性、学术性、科学性、规范性。论文务求主题明确、内容充实、数据可靠、语句精练。文责由作者自负。文稿必须包括题名、作者姓名、作者单位、中英文摘要和关键词、中图法分类号、正文、参考文献。

摘要： 一、《化学反应工程与工艺》的宗旨是反映我国化学反应工程和有关工艺方面的科技成果,促进国内外的学术交流,并为我国社会主义现代化的建设服务。二、本刊是以刊登化学反应工程领域内的科学研究论文、工程和工艺相结合的应用性论文为主的双月刊。主要内容包括:化学反应动力学、催化剂及催化反应工程、反应工程技术及其分析、反应装置中的传递过程、流态化及多相流反应工程、聚合反应工程、生化反应工程、反应过程和反应器的数学模型及仿真、工业反应装置结构特性的研究、反应器放大和过程开发等。三、来稿必须具有创新性、学术性、科学性、规范性。论文务求主题明确、内容充实、数据可靠、语句精练。文责由作者自负。文稿必须包括题名、作者姓名、作者单位、中英文摘要和关键词、中图法分类号、正文、参考文献。

摘要： 一、《化学反应工程与工艺》的宗旨是反映我国化学反应工程和有关工艺方面的科技成果,促进国内外的学术交流,并为我国社会主义现代化的建设服务。二、本刊是以刊登化学反应工程领域内的科学研究论文、工程和工艺相结合的应用性论文为主的双月刊。主要内容包括:化学反应动力学、催化剂及催化反应工程、反应工程技术及其分析、反应装置中的传递过程、流态化及多相流反应工程、聚合反应工程、生化反应工程、反应过程和反应器的数学模型及仿真、工业反应装置结构特性的研究、反应器放大和过程开发等。

摘要： CO_(2)循环煅烧白云石是具有前景的低碳炼镁新工艺。为研究新工艺下高浓度(摩尔分数)CO_(2)氛围中白云石强化煅烧措施,文中根据煅烧理论,建立了基于双环缩核的白云石煅烧反应动力学模型;计算分析了白云石分解过程传热传质和化学反应动力学的耦合特征,剖析了CO_(2)分压、温度和炉内总压等因素对单个白云石矿料分解动力学特征的影响;进一步考虑竖窑煅烧过程矿料粒径分布和矿料温度均匀性,研究不同炉内总压、温度、颗粒粒径等因素对竖炉容积利用系数的影响规律。结果表明:温度一定时,总压提高可强化热气流与矿料间的传热,促进白云石煅烧。通过合理调控煅烧过程温度和压力可有效提高新工艺的容积利用系数,最高可达0.9671 t/(m^(3)·h)。

摘要： 天然气来源广泛、清洁高效,是气体发动机常见的燃料.已开展的研究表明在甲烷/空气稀混合气中加入臭氧,可以有效改善其稀薄燃烧性能.在模拟燃烧室内复杂流动时,详细的化学反应动力学机理带来极大的数值刚性问题,不利于流动/燃烧耦合数值模拟,因此需要对详细机理进行简化.本文基于已有的臭氧与甲烷的详细反应机理,通过化学反应求解软件Chemkin建立了测定滞燃期、层流火焰传播速度的仿真模型,对温度以及关键物质组分浓度进行敏感性分析,构建出一套含有34个基元反应和20种组分的简化机理,并将其计算结果与详细机理对比分析,结果表明简化机理合理有效,为模拟气体发动机燃烧过程的优化提供了依据,具有一定的指导意义.

摘要： 本文构建了汽油-二甲醚混合燃料氧化的化学反应动力学简化机理.汽油替代物氧化机理采用现有的PRF简化机理,在此基础上通过调整部分反应参数进行改进和优化.结合基于误差传播的直接关系图形法(DRGEP)和敏感性分析对详细二甲醚(DME)氧化机理进行简化并采用与构建PRF机理相同的方法对其进行参数调整优化,最终与PRF机理结合得到一个包含64种组分203个基元反应的多组分替代燃料简化机理.通过激波管实验验证表明,该机理可以较准确地预测着火延迟,在发动机工况范围内不同温度、压力、当量比下具有较好的适应性.

摘要： 用热重分析仪对O2和NO2气氛下汽车柴油机碳烟的氧化过程进行了试验研究,并利用程序升温氧化(TPO)试验对其化学反应动力学参数进行了研究,建立了O2和NO2气氛下柴油机碳烟氧化过程的化学反应动力学模型,并用模型对O2和NO2对碳烟的氧化效果进行了对比分析.研究结果表明:柴油机碳烟在O2气氛下大约从700K时开始氧化,氧化反应的活化能为76.8 kJ/mol,对O2的反应级数为0.85;而在NO2气氛下大约从600K时开始氧化,氧化反应的活化能为21.9 kJ/mol,对NO2的反应级数为0.85.在柴油机排气组分条件下,当温度低于750K时,NO2氧化碳烟引起的碳烟质量减少占主导;而当温度高于800 K时,O2氧化碳烟引起的碳烟质量减少占主导.研究结果对深入理解柴油机颗粒捕集器(DPF)的再生过程、精确控制DPF的再生温度具有重要的理论指导意义.

摘要： 本文在快速压缩机上进行了不同当量比Φ=0.3和Φ=1.0,压缩上止点压力10bar和20bar,温度范围680-1010K条件下的正丁烷的着火特性研究,同时在此高温高压封闭体系内对燃烧中间产物进行了采样,通过气相色谱对组分进行分析,得到了15种主要组分(C4H10、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、C3H6、1,3-C4H6、1-C4H8、cis/trans-2-C4H8、CH3OH、CH3CHO、C2H5CHO、CO、CO2)的浓度变化规律.着火延迟期的实验结果与前人结论一致,并通过组分的时间变化趋势,在对比两种化学反应动力学机理后,对反应路径和基元反应速率的改进提供指导.

摘要： 本文在激波管上开展了二异丙醚的着火特性研究,测量了二异丙醚在温度950-1700K、压力1.2-10atm、稀释比9.9/15.5/21.5以及当量比0.5/1.0范围内的着火延迟期.在Curran等人提出的丙醇模型基础上依据类比添加了二异丙醚的主要基元反应,构建了描述其着火延迟期的化学反应动力学模型,该模型在本实验工况范围中能较好地预测二异丙醚的着火.

摘要： 间歇釜式反应器、连续管式反应器和连续釜式反应器广泛应用于科学研究和工业生产中.随着科学研究和工业生产的快速发展,连续反应越来越占据其统治地位.目前本科生的物理化学教学,关于化学反应动力学的内容,仅限于在间歇釜式反应模式讨论,这必然使得学生的相关知识较为狭窄,导致其在专业基础的欠缺.认为,本科生物理化学关于化学反应动力学的教学,在研究方法和理论上,应同时涉及间歇釜式反应和连续管式反应,以便学生对化学反应动力学研究形成整体认识.

摘要： 化学反应动力学是燃烧过程分析的重要工具.燃烧微观反应过程、复杂反应机理、燃烧实验测量和湍流燃烧数值模拟等方面的研究工作已经取得了长足进步.本文主要介绍燃烧反应动力学研究方法,包括电子结构方法、燃烧反应热力学和速率常数的计算方法、燃烧详细机理构建和简化、反应力场分子模拟以及燃烧中间体测量、燃料点火延迟和光谱诊断等方面的研究现状.燃烧反应动力学具有很强的应用背景,燃烧过程化学物种的反应速率计算是湍流燃烧数值模拟的一个中心任务.由于燃烧反应网络的高度复杂性,对燃烧机理的认识还远不清楚.化学反应和湍流相互作用研究的深入、燃烧反应动力学和计算流体力学的协同发展,将对新燃料设计、燃烧数值模拟、发动机内流道流场结构的准确描述产生深远影响.

摘要： 燃料在燃烧过程中存在着很大部分的化学可用能损失,而如果在缸外将燃料进行预处理,将其变为多种小分子的混合重整分子,可以进一步降低燃烧过程损失.并且,重整后的分子为气体分子,其在混合等过程也有很大的优势.本文在一台反应时间灵活可控、反应温度灵活可控的恒压微尺度高温低(无)氧流动反应实验系统上,研究正庚烷及异辛烷在定压等温环境,重整温度和重整时间对燃料重整分子组分分布的影响.结果表明,在很大的温度范围内,实验结果与计算结果吻合.从实验的角度证明了高温低(无)氧燃料重整的可行性.两种燃料的主要重整产物有H2、CH4、C2H4、C3H6等小分子.

摘要： 构建了包含71组分和391反应的描述正十四烷气相着火及燃烧过程的化学反应动力学骨架机理模型(c14_SK71),该机理是在正十二烷机理的基础上增加了C13-C14反应子机理,并且增加了正十四烷低温反应路径后得到的。采用该机理模型对正十四烷不同温度条件下的着火延迟进行了模拟,并与激波管中测量的着火延迟时间实验结果进行了对比,结果表明该机理能够比较准确的预测低温及高温条件下的着火延迟时间,成功再现了中低温条件下的负温度效应(NTC),此外,该机理模型较好的预测了贫燃以及富燃条件下的正十四烷火焰传播速度,以及中低温条件下良好搅拌反应器(PSR)中正十四烷氧化过程中的组分分布。与现有的正十四烷氧化反应机理模型相比,该机理具有较小的规模,为进一步进行湍流燃烧数值模拟提供了可用的反应机理模型。

摘要： 采用管状火焰燃烧器开展了N2及CO2作为稀释剂的丙烷富氧燃烧实验测试和化学反应计算分析,着重分析了两种稀释剂对火焰特征、贫燃极限、绝热温度、层流燃烧速度、组份分布等的影响,并针对燃烧速度进行了敏感度分析.结果表明:CO2和N2分别稀释燃烧均能建立稳定管状火焰,氧气浓度相同时,前者层流燃烧速度和绝热温度较低,贫燃极限较高;CO2稀释对CO+OHCO2+H的反应敏感度低于N2稀释,促进CO生成,且CO2抑制燃料的分解,抑制了层流燃烧速度.

摘要： 本发明涉及一种用于计算化学反应的过渡态的计算机实现的方法，以及一种用于数据处理的系统，该系统包括用于执行所述方法的装置，一种计算机程序，该计算机程序包括促使计算机执行所述方法的指令，以及涉及所述计算机程序的用途。

摘要： 本发明涉及一种用于计算化学反应的过渡态的计算机实现的方法，以及一种用于数据处理的系统，该系统包括用于执行所述方法的装置，涉及一种计算机程序，该计算机程序包括促使计算机执行所述方法的指令，以及涉及所述计算机程序的用途。

摘要： 本发明属于凝胶自修复领域，具体涉及一种基于纯化学反应实现动力学稳定凝胶临时修复性的方法。本发明采用碱性化合物来调控含有酰腙键和亚胺键凝胶材料的动力学稳定性，该类凝胶材料在碱性条件下能够获得动力学稳定的状态，受到损伤后，在受损断面处涂抹酸性化学燃料可实现可逆共价键的快速形成从而进行结构修复，后续复分解反应生成的CO2会以能量耗散的方式缓慢释放出去，促使体系的pH值升高，使材料回到动力学稳定状态，以实现材料的功能修复，以此构建了一种纯化学反应调控动力学稳定防冻凝胶材料临时修复性的方法。

摘要： 本发明涉及一种SCR后处理系统化学反应动力学模型的搭建方法，其特征是，包括：（1）SCR催化器为多个催化通道的集合，将SCR催化器三态模型沿着轴线方向离散化，将SCR催化器等分为若干个微元；（2）将各个微元进行简化求解，第一个计算微元和最后一个计算微元分别为SCR催化器的输入和输出；微元之间的地位等同，相邻计算微元之间，前一个计算微元的输出是后一个计算微元的输入；（3）极端微元之间的关系完成化学反应动力学模型的搭建。本发明保证模型精确性的同时提高了模型的实时性，使得SCR催化器模型更好的应用到控制系统中。

摘要： 本发明首先提供一种获取待测物在微波加热下的化学反应动力学方程的方法，所述方法包括让多个待测物在微波炉中分别发生不同时长的化学反应后，取出每个待测物并降温，以DSC测试出每个待测物反应不同时长后的化学反应完成程度，根据DSC测试得到多个检测数据，以粒子群算法进行非线性拟合得出该待测物在微波加热条件下的化学反应动力学方程。总的说来，本发明开拓性地提供了一种待测物在微波加热下的化学反应动力学方程的获取方法，以及具体提供了一种微波加热固化树脂基复合材料的固化度的获取方法。

摘要： 本发明公开了一种基于化学反应动力学的DPF内部NOx‑PM耦合分析方法，该分析方法构建了DPF内部NOx‑PM反应机理，将柴油机排气进入DPF之后的氮氧化物之间的相互转化反应过程、碳烟微粒与氮氧化物之间的反应过程、CO与氮氧化物之间的反应过程、碳烟微粒与O2的反应过程以及氮原子相互结合生成N2分子的反应作为考量因素，提高试验数据精度并满足试验验证要求，为DPF捕集和再生性能的分析提供高精度的数据支撑。

摘要： 本发明公开了一种基于数据驱动的化学反应动力学模型智能化构建方法，包括：采集化学反应动力学模型的已知数据，以及采集模型对应的基础燃烧参数；将已知数据和燃烧参数转化为矩阵形式，并进行归一化；将归一化后的已知数据和燃烧参数按照4:1的比例随机划分为训练集和验证集；利用训练集和验证集数据基于神经网络训练化学反应动力学数学替代模型；基于数学替代模型求解贝叶斯决策论先验概率与似然函数，从而得到贝叶斯后验概率；贝叶斯先验概率为化学反应动力学模型的先验不确定度范围，后验概率为优化后的模型参数值和不确定度范围，从而实现模型的智能优化。本发明应用于发动机燃烧室数值模拟，能够降低发动机实验经济成本。

摘要： 本发明涉及一种基于ANN模型的化学反应动力学计算方法，该计算方法包含预判式分类器、数据转化模块以及基于多层感知器的回归模型等计算模块；预判式分类器先对输入数据进行分类，再结合数据生成中对模拟过程的扰动，以及带SiLU激活函数的回归模型的使用，构建成高精度的计算方法。本发明用简捷有效的方法解决了燃烧化学反应动力学模拟领域多年的技术难题，实现了同时具备高精度和高计算速度的预测算法。

摘要： 本发明公开了一种面向高碳燃料化学反应动力学机理的简化方法，通过四种简化方法即DRG、DRGEP、r‑DRG以及PFA来分别计算反应物组分之间的相关性大小，而后消除四种简化方法在相关性系数上的数值量级的差异性，并保留相关性系数判断组分间耦合程度的能力，得到相关性系数占比；接着，对四种方法得到的计算结果进行处理，得到占比的变异系数，并计算四种简化方法的权重，最终得到组分间的耦合关系值，进而评判组分间的耦合程度。本发明实用性和功能性强，可广泛应用于能源动力工程技术领域。

摘要： 本发明公开了一种固体高温高压化学反应动力学参数获取方法与装置。获取方法：电炉升至指定温度并通入高压反应气体，将固体样品送入电炉炉膛内发生反应并实时测量样品质量，通过对样品质量曲线的微分获取固体高温高压化学反应动力学参数。用于此方法的装置：电炉和质量传感器置入高压罐体内，电炉在运动装置上且能在运动驱动器的控制下水平运动，电炉温度由温度控制器控制，高压罐体内的反应气体由高压气氛调控装置通入罐体中的电炉炉膛内，高压罐体内的压力由压力控制器控制，样品放置在样品托盘内，其质量通过连杆传递到质量传感器，质量传感器测量的质量信号上传计算机进行处理。