柴油機燃燒過程中多環(huán)芳香烴生成機理的研究.pdf

1、碳煙是柴油機重要的有害排放物之一，嚴重危害著環(huán)境和人類健康，其中多環(huán)芳香烴(PAH)被認為是碳煙形成的前驅物，含有誘導有機體突變的致癌物質。所以，關于PAH的形成與生長過程引起了人們很大關注。運用化學反應動力學方法是研究燃燒過程中PAH生成機理的重要方法。但是目前存在的正庚烷燃燒動力學模型中并不包含PAH。本研究的主要目的就是構建一個包含PAH生成過程的正庚烷燃燒簡化動力學模型。 本文以正庚烷為燃料，在CHEMKIN軟件的SEN

2、KIN模塊中，首先應用正庚烷燃燒的詳細動力學模型，分析了內燃機邊界條件下混合氣濃度對PAH前驅體的影響，發(fā)現丙炔基(C3H3)對混合氣濃度敏感，且最大摩爾分數很小，對第一個苯環(huán)貢獻較小。又通過對乙炔和乙烯進行敏感性分析和反應速率分析，確定了反應C2H3+O2<=>C2H2+HO2和C2H5+O2<=>C2H4+HO2分別為乙炔和乙烯生成的重要反應。 然后以乙烯預混層流火焰中PAH生成的詳細動力學模型為基礎，分析了苯、奈、菲、芘的

3、生成路徑：燃料高溫分解、第一個苯環(huán)的形成、PAH的生長和氧化。苯和苯基主要通過兩條途徑形成，一是丙炔基之間的化合反應C3H3+C3H3=>A1；二是反應n-C4H3+C2H2=A1-。第一個苯環(huán)一旦形成，PAH即會通過“脫氫加乙炔”的機理繼續(xù)生長。作者通過將PAH的生成路徑添加到經過簡化的正庚烷燃燒動力學模型里，并用反應C2H3+O2<=>C2H2+HO2和C2H5+O2<=>C2H4+HO2將兩部分銜接起來，構成了一個新的動力學模型，