C1-C4小分子碳氫燃料燃燒的詳細化學動力學模擬

《C1-C4小分子碳氫燃料燃燒的詳細化學動力學模擬》是依託中國空氣動力研究與發展中心，由錢煒祺擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：C1-C4小分子碳氫燃料燃燒的詳細化學動力學模擬
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：錢煒祺
• 依託單位：中國空氣動力研究與發展中心

項目摘要

目前的C1-C4詳細動力學模型都有其驗證範圍的局限性。本項目針對發展C1-C4燃料更強預測性和更準確的詳細化學動力學模型過程中出現的一些基礎問題開展深入研究。首先採用高精度的從頭算方法計算了小分子碳氫化合物及其自由基準確的熱力學參數；然後採用基於RRKM理論的主方程方法來計算重要基元反應溫度和壓力相關的速率係數。此外敏感度分析和反應路徑分析方法分別被用於確認C1-C4小分子碳氫燃料燃燒過程重要的基元反應和重要的化學反應路徑；最後對按機理分層的思想構建的C1-C4小分子燃燒機理模型開展全面的最佳化和模擬驗證，以期為“面向發動機的湍流燃燒基礎研究”重大研究計畫中的高碳烷烴詳細動力學模型的發展和發動機設計提供理論基礎。

結題摘要

C1-C4小分子相關的反應對碳氫燃料在發動機燃燒室的燃燒性能影響很大，然而，目前的C1-C4詳細動力學模型都有其驗證範圍的局限性。本項目針對發展C1-C4燃料更強預測性和更準確的詳細化學動力學模型過程中出現的一些基礎問題開展深入研究。首先按照機理分層結構的思想構建了一個C1-C4的詳細動力學模型，該模型基於課題組之前的工作和Warrant的C4機理。C1-C4小分子相關的反應是我們重新編輯的。在機理的最佳化過程中，對核心機理中重要和誤差較大反應動力學參數進行了更新，大部分動力學參數的更新大多來自最新的文獻數據，一小部分來自我們的動力學計算。敏感度分析和反應路徑分析方法分別被用於確認C1-C4小分子碳氫燃料燃燒過程重要的基元反應和重要的化學反應路徑；最後為了評估機理的性能，我們對C1-C4的詳細動力學模型在寬工況條件下點火延遲時間和層流火焰速度等模擬結果跟相應的實驗數據進行比較，結果表明本項研究更新的C1-C4機理在保持相對較小的機理尺寸的同時取得不亞於當前流行的機理的預測性能。目前項目培養畢業碩士研究生1人，發表期刊和國際學術會議論文5篇，其中SCI檢索1篇，EI檢索2篇。