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摘要在1atm大气压力下，对预混层流甲酸甲酯火焰中添加二氧化碳的作用进行了化学动力学模拟研究，主要通过添加真实和虚拟CO2来区分CO2在燃烧过程中稀释作用、热作用和化学作用。利用化学动力学计算软件Chemkin中的PREMIX子程序，对当量比为φ = 0.8，φ = 1.0和φ = 1.5等多种不同火焰工况下燃料添加CO2的基础燃烧进行了详细全面的研究。在CH3OCHO/O2火焰中对包括燃烧主要产物，中间产物和自由基等的摩尔分数分布情况进行了计算，分析讨论了添加CO2下的燃料火焰结构特征，主要碳烟前驱物C2H2和C3H3、含氧污染物醛酮醇和一氧化碳生成的趋势和规律，为日后生物柴油在更多工况下的实验研究和实际应用提供了理论参考与实验指导。33474
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关键词 甲酸甲酯 二氧化碳 火焰结构 污染物
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Influences of Chemical Effects of Carbon Dioxide Addition on Biodiesel Surrogates Combustion
Abstract
A numerical study of the chemical effects of carbon dioxide addition on methyl formate has been performed so that the dilution, temperature and direct chemical participation have been isolated respectively for the addition of carbon dioxide in different fuel type. The premix and laminar flame structure and kinetics of methyl formate flames with and without CO2 dilution under a pressure of 1 atmosphere were computationally studied. Through the calculation data from the PREMIX model of Chemkin, a chemical kinetic software, a variety of combustion species and intermediary species distributions of MF in an equivalent proportion of 0.8, 1.0 and 1.5 were studied via careful comparisons with these three conditions. The construction and characteristics of the premixed flame of CH3OCHO/O2 with the addition of CO2 were carefully calculated and rigorously discussed respectively, especially about the tendency and regulation of the predecessor of soot, which are important to the formation of air pollution, like C2H2 and C3H3, and different oxides. This research would be beneficial to many studies in both theoretical experiments and practical application with deeply-related reference and direct assistance of premixed fuel in a persity of conditions in combustion some time.
Keywords Methyl Formate Carbon Dioxide Flame Construction Pollution
目 次
1 引言 1
1.1 研究背景和研究意义 1
1.2 研究现状 2
1.3 本课题研究内容和研究意义 3
2 燃烧化学动力学计算方法 4
2.1 Chemkin介绍 4
2.2 PREMIX子程序介绍 4
2.3 反应机理 5
2.4 火焰工况 5
3 结果与讨论 7
3.1 当量比φ=0.8 7
3.2 当量比φ=1.0 17
3.3 当量比φ=1.5 27
4 污染物分析 37
4.1 碳烟前驱物 37
4.2 醛酮醇类有机物 38
4.3 一氧化碳 40
结 论 42
致 谢 43
参考文献44
1 引言
1.1 研究背景和研究意义
1.1.1 研究背景
能源作为世界发展最重要的基础，也作为人类社会发展的源动力，具有不可替代的作用。当今世界，为了减少世界对原油的依靠，同时通过提高燃料效率和减少尾气排放来提高引擎表现，许多新型燃料和新型燃烧设备因此出现[1]。过去十多年中，人们投入了大量的人力和物力去研究燃烧机理和相应的燃料特性。生物柴油因具有较高的安全性、零污染、燃烧完全、可循环再生等优点而被当作化石燃料的绿色替代品。尤其是甲酯，因为最近认为它也是一种完全环保无污染的生物燃料，它可以提供燃料源再生性的长期承诺，能减少对气候的影响。过去十多年中，在对于生物柴油的氧化和相关组分的研究过程中可以发现，现在研究的重点是生物柴油的分解和氧化的机理以及有毒物质的形成与排放[2]。由于生物柴油是一种多组分组成的混合物，如何确定混合物各组分对火焰燃烧特性的影响，建立合理的甲酯火焰模型，已成为实际工程技术领域不得不面对的难题。
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