碳氢燃料燃烧机理的自动简化

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燃烧反应的机理研究

燃烧反应的机理研究燃烧反应是指物质与氧气发生反应产生热和光的化学过程。

它是自然界普遍存在的化学现象，也是人类生产生活中常见而重要的过程。

了解燃烧反应的机理对于优化燃烧过程、提高能源利用效率以及环境保护都具有重要意义。

本文将从各个方面介绍燃烧反应的机理研究。

一、燃烧反应的基本原理燃烧反应发生时，需要具备燃料、氧气和着火源三个要素。

燃料是支持燃烧反应的物质，其中最常见的是碳氢化合物。

在充足的氧气供应下，燃料在着火源的作用下，通过氧化反应产生热量和产物，同时释放出光和烟雾等。

燃烧反应是一个复杂的过程，涉及到燃料的分解、活化和氧化等多种反应路径。

二、燃烧反应的热力学分析燃烧反应的热力学分析可以用于预测燃料燃烧的产物和反应热等重要参数。

热力学分析通过计算反应物和产物之间的化学键断裂和形成能力，来判断反应的可行性和热效应。

常用的热力学方法包括能力平衡法和热力学循环法等。

这些方法为燃烧反应的研究提供了重要的理论基础。

三、燃烧反应的动力学研究燃烧反应的动力学研究是研究反应速率和反应机理的过程。

反应速率是指反应物转化为产物的速度，反应机理则涉及到反应过渡态和中间产物等中间步骤。

通过实验和理论计算，可以确定燃烧反应的速率常数和反应路径，从而揭示反应的基本过程和机制。

动力学研究为燃烧反应的控制和优化提供了理论指导。

四、燃烧反应的催化研究燃烧反应的催化研究是为了提高燃料的活性和选择性。

通过引入催化剂，可以降低反应的活化能，加速反应速率，提高燃烧效率。

常见的燃烧催化剂包括金属和金属氧化物等。

催化研究可以通过实验和理论计算来揭示催化反应的机理和活性位点，为设计和开发高效催化剂提供指导。

五、燃烧反应的环境影响燃烧反应不仅会产生热量和光，还会产生各种气体和颗粒物等污染物。

其中二氧化碳的排放是导致气候变化的主要原因之一，其他一氧化氮和颗粒物等也对环境和人类健康造成影响。

因此，燃烧反应的机理研究还需要考虑其对环境的影响，以实现燃烧过程的低碳、低污染和高效率。

燃烧学(7)

5.2 预混气体火焰传播
1
一维稳态流动燃烧基本方程组

质量守恒：

ρ0u0= ρpup p0+ρ0u02= pp+ρpup2

动量守恒：

能量守恒：

h0+u02/2= hp+up2/2
2
燃烧的主要种类

瑞利方程：

(pp-p0)/(1/ρp-1/ρ0)=-m2 κ( pp/ρp-p0/ρ0 )/(κ-1)-0.5(pp-p0) (1/ρp+1/ρ0)=Q 爆燃：弱爆燃、强爆燃缓燃：弱缓燃、强缓燃

随着混气组成偏离化学计量比程度的增加，燃烧温度降低，导致火焰不能传播，出现淬熄着火界限不等于传播界限：反应区与未燃区之间的导热状况当SL<2~10cm/s时对应的混气组成为传播界限：上限、下限
35
火焰传播界限定义
36
火焰传播界限的影响因素

压力：随着压力的增加而增加温度：随着温度的增加而增加管径：淬熄直径dT：dT=const/(SLP)
47
小尺度湍流燃烧模型
48
小尺度湍流的火焰传播速度

小尺度：Re=2300~6000 l<δL 火焰面由平面转化成波浪形表面火焰传播速度： 1/2 层流：SL=(aL/τm) 1/2 湍流： ST=[(aL+aT)/τm] 湍流火焰传播速度与层流火焰传播速度之间的关系： 1/2 ST/SL=[1+aT/aL] ’ aT=lw ：Pr=1,Le=1 ’ 1/2 ST/SL=[1+lw /aL] 小尺度湍流条件下，湍流火焰传播速度既与混气物理化学参数有关，也与湍流有关

毕业设计----汽油机HC排放的生成机理及净化措施

毕业设计----汽油机H C排放的生成机理及净化措施-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN汽油机HC排放的生成机理及净化措施摘要汽车作为现代化交通工具，给人们的生产与生活带来了极大方便。

可是它的尾气排放物却给大气环境造成了严重污染。

通过对汽车尾气中的固体悬浮微粒、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、铅和黑烟等有害成份及其危害机理进行分析。

探讨了治理汽车尾气污染的主要原因，提出了汽车尾气污染防治的若干对策。

本文主要论述了车用汽油机HC排放物控制的必要性，探讨了HC的生成机理及其影响因素，介绍了各种车用汽油机HC排放的控制技术，分析了各种净化技术的特点和存在的问题。

关键词：汽油机；碳氢化合物；生成机理；净化措施Generation Mechanism of HC from Vehicle Gasoline Engine and ItsEmission Control TechniqueAbstractAs the modern means of transportation, automobiles bring great convenience to peoplep's life and production. However, the exhaust emissions cause terrible pollution to atmospheric environment. Analyzing harmful components: solid suspended particles, Carbonmonoxide, Nitrogen oxides, Hydrocarbons, Lead and smoke and it’s hazards analyses of the mechanism, the author discusses the main reasons of managing vehicle exhaust pollution and puts forward a number of countermeasures of controlling and prevention of automobile exhaust pollution.The article discusses the necessity of HC emissions control from vehicle gasoline engine, as well as the generation mechanism of HC and it’s influence factors. HC emission control techniques of all kinds of vehicle gasoline engines are introduced along with the features and problems of respective purification technique.Key word: gasoline engine; HC; generation mechanism; purification measures目录1 绪论 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。

烧结过程中氮氧化物生成机理及控制

1.燃料型NOx指燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化－还原反应而生成 NOx，它是煤燃烧过程NOx生成的主要来源。反应机理：
2.燃料型NOx既受燃烧温度、过量空气系数、煤种、煤颗粒大小等影响同时也受燃烧过程中燃料－空气混合条件的影响以及高温下的自由基。 3.控制方法（1）通过改变煤或其它化石燃料的燃烧条件，从而减少燃料型 NOx的生成量，即燃烧过程中NOx的脱除；（2）对燃烧后的含NOx的烟气进行烧结一般属于这种类型
燃烧方式的改进通常是一种相对简便易行的减少NOx排放的措施，但这种措施会带来燃烧效率的降低，不完全燃烧损失增加，而且NOx的脱除率也不够高，因此随着环保要求的不断提高，燃烧的后处理越来越成为必然。
二级污染预防措施是指在NOx的生成后的控制措施，即对燃烧后产生的含NOx 的烟气(尾气)进行脱氮处理，又称为烟气脱硝（Flue gas deNOx）或废气脱硝
热力型NOx源于在燃烧过程中空气中的N2被氧化而成NO，它主要产生于温度高于1800K的高温区，其反应机理： N2＋O＝NO＋N N＋O2＝NO＋O N＋OH＝NO＋H 分子氮比较稳定，它被氧原子氧化为NO的过程需要较大的活化能，整个反应的速度决定于第一式的反应速度。氧原子在反应中起活化链的作用，它来源于高温下O2的分解。 2. 热力型NOx的主要影响因素是温度和氧浓度。随温度和氧浓度的增加，热力型NOx的浓度增加。
2018年1月21日星期W
光化学反应使NO2分解为NO和O3，大气中臭氧对人体健康十分有害。光化学烟雾中对植物有害的成分主要为臭氧和氮氧化合物：臭氧浓度超过0.1ppm时便对植物产生危害。NO2浓度达1ppm时，某些植物便会受害。氮氧化物在大气的催化反应中可形成硝酸。
热力型燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。当T<1500oC时,NO的生成量很少,而当T>1500oC时,T每增加100oC,反应速率增大6-7倍。因烧结温度低于1500℃，一般不宜产生。

NOx和HC生成机理

NOx和HC生成机理1:NO x的生成机理NO x的生成主要有三个条件：（1）高温，一般认为当燃烧温度高于2600K时就会开始大量的生成NO x。

（2）富氧，NO x的生成离不开高浓度的氧环境。

（3）缸内的滞留时间。

即已燃气体在缸内的停留时间越长NO x的生成越多，反之则越少。

一：点燃式内燃机（1）空燃比的影响氧浓度的影响对于NO x的形成非常重要，NO x的形成有一个最佳的浓度，也就是说在发动机中有一个最佳的空燃比是适合NO x的形成的，一般认为当过量空气系数为1.1时，NO x浓度达到最高，当低于该值时由于氧的浓度较低，因此就抑制了NO x的生成；而高于该值时，因为过量空气系数较大，从而影响了缸内混合气的温度，这样也降低了NO x的生成。

（2）点火定时的影响对于点燃式发动机，点火正时对于NO x的形成非常重要，当推迟点火式。

可以降低发动机的最高燃烧温度，缩短已燃气体在缸内的停留时间，这样可以有效的降低NO x的形成。

同时，推迟点火还将提高排气温度，这样还有助于HC的后氧化，但是推迟点火却会使得燃油消耗量增加，同时降低比功率。

（3）已燃气体的影响已燃气体主要是指缸内残留的废气和通过从排气管引回缸内的再循环废气（EGR）两部分。

发动机气缸内的气体主要由进入的新鲜空气，挥发的燃料气体和残留废气三部分组成。

残留废气对于发动机缸内混合气的温度，热容，氧浓度有较大的影响。

一般来说残余废气系数的增加回使混合气热容增加，降低燃烧的最高温度，同时还使得发热量降低，这些都会使NO x的生成量降低。

因此，现在一般要求在不影响发动机性能的基础上尽可能的增大EGR 率来降低NO x的生成。

当然，EGR的加入是有限度的，过量的EGR会使得缸内的混合气过于稀释，从而影响燃料的燃烧，造成PM和HC排放的增加；同时也会降低发动机的燃油效率。

二：压燃式发动机柴油机的NO x的形成与汽油机一样，也主要受缸内的最高燃烧温度的影响，其中柴油的NO x生成主要受开始阶段的燃烧的影响，据研究表明，柴油机的NO x主要出现在发动机开始燃稍候的20ºCA内。

燃气轮机NOx生成机理及降低措施

燃气轮机N‎O x生成机‎理及降低措‎施一燃烧过程中‎N Ox生成‎机理1.热力型NO‎x生成机理‎（泽尔道维奇‎机理）热力型NO‎x是指空气‎中的N2在‎高温条件下‎氧化生成的‎氮氧化物，其主要成分是NO。

按照这一机‎理，空气中的N‎2氧化，是通过如下‎一组不分支‎的链式反应‎进行在高温下‎的，生成速率如‎下式所示：生成NO所‎需的活化能‎很大，通常氧原子‎与燃料中可‎燃成分之间‎的活化能较‎小，反应较快，因此，NO通常不‎在火焰面上‎生成，主要生成区‎域位于火焰‎下游高温区‎。

温度对热力‎型N Ox的‎影响是非常‎明显的，当温度低于‎1800K‎时，热力型NO‎x生成量很‎少，当温度高于‎ 1800K‎时，反应逐渐明‎显，而且随着温‎度的升高，NOx生成‎量急剧升高‎。

从图中可以‎大致看出，温度在1800K‎左右时，温度每升高‎l00K，反应速度将‎增大6一7‎倍。

由于在实际‎燃烧过程中‎，燃烧室内温‎度分布通常‎是不均匀的‎，如果有局部‎的高温区域‎，则在这个区‎域会生成较‎多的NOx‎，它可能会对‎整个燃烧室‎内的NOx‎生成起到关‎键的作用。

因此，在实际的燃‎烧器设计过‎程中应尽量‎避免局部高‎温区的形成‎。

过量空气系‎数对热力型‎N O x的影‎响也是非常‎明显的，热力型NO‎x生成量与‎氧浓度的平‎方根成正比‎，即氧浓度增‎大，在较高的温‎度下会使氧‎分子分解的‎氧原子浓度‎增加，从而使热力‎型N Ox的‎生成量增加‎。

但在实际燃‎烧过程中情‎况会更复杂‎一些，因为过量空‎气系数的增‎加一方面增‎加了氧浓度‎，另一方面也‎降低了火焰‎温度，从总体趋势‎上来看，随着过量空‎气系数的增‎加，NOx生成‎量先增加，到达一个极‎值后下降。

气体在高温‎区域的停留‎时间对热力‎型NOx生‎成也有影响‎，主要是因为‎N o x生成‎反应速度较‎慢，没有达到化‎学平衡所致‎。

在其它条件‎不变的情况‎下，气体在高温‎区停留时间‎越长，NOx生成‎量就越大，直到达到化‎学平衡浓度‎。

反应类等键反应方法及类反应热动力学参数计算

在化学动力学的计算方面，基于第一性原理计算速率常数的过渡态理论已成为动力学数据计算的最常用方法．该理论需要计算反应物和过渡态的结构、能量和频率．根据过渡态理论的框架Ｊ，热力学速率常数可表示为
）：）
生成烯烃和ＨＯ自由基的反应势垒和反应焓变进行了计算．通过对该类１６个反应中的５个代表性反应分别
在不同计算水平ＨＦ，ＤＦＩ＂，ＭＰ２和ＣＣＳＤ（Ｔ）的计算比较发现，采用反应类等键反应方法可在较低从头算级
别计算得到类反应较高精度的反应势垒，提高了计算效率．采用反应类等键反应方法在Ｂ３ＬＹＰ／６—３１１Ｇ（ｄ，
和反应物电子能量的差．及Ｑ／Ｑ中的平动和转动贡献只决定于过渡态和反应物的几何结构，可用较低级别的从头算优化得到．Ｑ／Ｑ振动贡献决定于过渡态和反应物的谐振频率，谐振频率的计算也可用较低级别的从头算计算．式（１）中关键项是势垒项，必须采用高精度计算方法才可得到精确数据．
对于小分子的基元反应高精度的计算是可行的，但对于较大分子及大分子的基元反应，高精度的量子
化学计算几乎是不可能的．最近，Ｔｒｕｏｎｇ等。。把反应类的概念引入动力学的计算中，发展了一种新的动力学模型—— 反应
文献标识码Ａ
文章编号０２５１－０７９０（２０１１）０５—１１２３－０６

fluent甲烷燃烧机理文件

fluent甲烷燃烧机理文件甲烷是一种碳氢化合物，由一个碳原子和四个氢原子组成。

它是天然气的主要成分，也是一种重要的燃料。

甲烷燃烧是一种常见的化学反应，当甲烷与氧气接触时，会发生燃烧反应，产生二氧化碳和水。

甲烷的燃烧机理是一个复杂的过程，涉及到多个步骤和中间产物。

甲烷的燃烧可以分为三个主要阶段：点火阶段、燃烧阶段和熄灭阶段。

在点火阶段，甲烷和氧气在高温下发生反应，产生一种称为自由基的中间产物。

这些自由基随后会与氧气反应，导致化学链反应的产生。

这些链反应会引发甲烷的燃烧，释放出大量的热能。

在燃烧阶段，甲烷和氧气的反应将进一步加剧，加热周围的物质。

同时，产生的热能会使甲烷分子和氧气分子分解，形成碳氢化合物和水蒸气。

这一过程是一个高温高压的化学反应，产生的热能会使周围的物质燃烧起来。

最后，在熄灭阶段，当氧气供给不足时，燃烧反应会停止。

这时，燃烧区域内的氧气已经被消耗殆尽，甲烷分子无法继续与氧气反应。

这时，燃烧区域内的温度会迅速下降，甲烷分子不再能够与氧气反应，导致燃烧停止。

甲烷燃烧的机理是一个复杂的过程，受到温度、压力、氧气浓度等多种因素的影响。

在工业生产和能源利用中，了解甲烷燃烧的机理对于提高能源利用效率、减少环境污染具有重要意义。

另外，甲烷燃烧也常常受到化学反应动力学的影响。

化学反应动力学研究了化学反应速率与反应条件（如温度和浓度）之间的关系。

在甲烷的燃烧过程中，由于燃烧反应涉及到多个步骤和中间产物，因此其反应速率会受到多种因素的影响。

总之，甲烷的燃烧机理是一个复杂的过程，涉及多个步骤和中间产物。

了解甲烷燃烧的机理对于优化工业生产和能源利用方式具有重要意义。

同时，化学反应动力学的研究也为我们深入理解甲烷燃烧提供了重要的理论基础。

针对C3H8／空气扩散火焰的PCA简化机理构筑

ＸＮｉ－ａ，ＱＵＲｎＬｈｎｌＪＡＧＹｎＩＧＪｊａｉＩｏｇ，Ｉａ —ｎ，ＩＮｏｇＳｉ
（．ｔｅＫｙＬｂｒｔｙｏｉｃｎｅＵｉｒｉｆｃｅｃｎｅｈｏｇｈａｅｉ３０６Ｃｉａ１ＳａｅａｏａｒｆｒＳｉｃ，ｎｖｓｙｏｉｅａｄＴｃｎｌｙｏＣｉ，Ｈｆ０２，ｈｎ）ｔｏＦｅｅｅｔＳｎｏｆｎｅ２（．ｈｎｑｎｎｃａＧｏｉｉｒｔｕｌｅｕｔＦｒｒａｅＣｏｇｉ００９Ｃｉ）２ＣｏｇｉｇＭｕｉｐｌａｘＤｓｉｂｃＳｃｒｙｉＢｇｄ，ｈｎｑｎ４０３，ｈｎｉｎｔｃＰｉｉｅｉｇａ
烧模拟计算量大，且描述反应的数学系统具有极强的“ 刚性 ” 限制了反应机理的实际应用，去除，而
冗余反应和组分的简化机理具有描述燃烧的全面性优点，降低了数学系统的“ 且刚性 ” 因此耦合，简化机理的火焰结构数值预测具有优势。本文采用基于矩阵分析的主成分（Ｃ分析技术，析ＰＡ）分研究了ｗｎ等发展的４９步ＣＨ详细反应动力学机理，ａｇ６。获得了组分的重要性排序，于此分别基
ｓｒｎｇ“ｓｉｎｓ ” Ｉｉｔｈｅｐｒｃｉａｐｉａｉｎｏｈｅｒａｔｏｃａｉｍ．Ｔｈｅｕｅｃａｉｍｔｏｔｏｔｅｓ．ｔｌｍｉｓｔａｔｃｌａｐｌｔｏｆｔｅｃｉｎｍｅｈｎｓｆｃｅｒｄｃｄｍｅｈｎｓｗｉｎｈｒｄｎａｔｒａｔｎｎｓｅｉｓｈａｄａｔｇｓｏｅｉｔｇｔｏｕｓｉｎｃｍｐｅｅｓｖｎｓ．Ｆｕｈｒｒｅｕｄｎｅｃｉｓａｄｐｃｅｓａｖｎａｅｆｄｐｃｉｈｅｃｍｂｔｏｏｒｈｎｉｅｅｓｏｎｔｒｅｍｏｅ，ｉｔｌｗｅｓｔｅ “ ｔｆｅｓｏｈｔｅｔａｙｔｍ．Ｔｕｒｃｌｐｅｉｔｏｏｐｉｇｗｉｈｒｄｅｃａｉｍａｏｒｈｓｉｎｓ ” ｆｔｅｍａｈｍａｉｌｓｓｅｃｈｅｎｍｅａｒｄｃｉｎｃｕｌｔｅｕｃｄｍｅｈｎｓｈｓｉｎ

用准稳态方法建立碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型

用准稳态方法建立碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型
钱炜祺，杨顺华，保国，肖乐嘉陵
（国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术实验室，中四川绵阳６１０）２００
摘
要：于 “ 稳态 ” 法建立了一套碳氢燃料点火燃烧的化学反应动力学模型简化方法和相应的软件ＳＡＣ基准方ＰＲＫ，
形式的简化化学反应动力学模型。通过其计算结果与ＣＲ软件导出简化模型的计算结果和典型激波管试验结ＡＭ
果的对比可以看出，文简化得到的简化反应动力学模型能较为有效地再现详细基元反应模型的反应机理，化本简
模型的计算精度与ＣＲＡＭ软件导出简化模型的计算精度相当。与详细基元反应动力学模型相比，化模型有效地简减少了反应组分，工程计算中有比较好的应用前景。在
关键词：简化化学反应动力学模型；准稳态 ” 设方法；氢燃料；火延时； “ 假碳点甲烷；烷庚
似这些庞大的化学反应动力学模型进行简化分析。其中，准稳态 ” “ 假设方法具有推导简单、用方便的使
优点，国加州大学Ｂｒｅｙ美ｅｋｌ分校的ＣｅｅｈｎＪＹ等基于此方法开发了一套化学反应动力学模型简化软件

烃的燃烧规律及应用

烃的燃烧规律及应用烃是一类由碳和氢元素组成的有机化合物，常见的烃包括烷烃、烯烃和炔烃。

烃具有较高的能量含量和燃烧性能，因此广泛应用于能源、化工和燃料等领域。

下面将从燃烧规律和应用两个方面来详细介绍烃的特点和用途。

燃烧规律：烃的燃烧是指烃与氧气发生氧化反应，产生二氧化碳和水。

燃烧的化学方程式如下：CnHm + (n+m/4)O2 →nCO2 + m/2H2O根据这个方程式，可以得出烃的燃烧规律：1. 反应物：烃燃烧的反应物主要是烃和氧气。

烃是能够提供燃料的有机物，而氧气是燃烧所需的氧化剂。

当烃和氧气充分接触时，燃烧反应会自发进行。

2. 产物：烃的燃烧主要产生二氧化碳和水。

二氧化碳是一种常见的废气，在空气中存在会造成温室效应。

水是燃烧过程中产生的水蒸气。

产物的生成主要取决于烃和氧气的化学反应。

3. 反应条件：烃的燃烧需要一定的温度和氧气浓度来提供充分的反应条件。

当温度较高、氧气浓度足够时，燃烧反应速率较快，燃烧产热较多。

应用：烃的燃烧具有高能量含量和方便燃烧等特点，因此被广泛用于以下领域：1. 能源：烃是重要的化石燃料，如石油和天然气主要由烃组成。

燃烧烃类化合物可以产生大量的热能，用于发电、供暖和工业生产等，是主要的能源来源之一。

2. 燃料：烃可用作汽车、飞机和船舶等交通工具的燃料。

烷烃类化合物如汽油、柴油和天然气都可以作为燃料使用，为交通工具提供动力。

3. 化工：烃可作为化学工业的原料和中间体。

通过烃类化合物可以合成各种有机化学品，如塑料、纤维、润滑油和溶剂等。

烃也可以用于制备合成氨、甲醇和乙醇等重要化学品。

4. 生活用品：烃也被用于生活用品的制备。

例如，烷烃类化合物可以提炼成石蜡，用于制作蜡烛、抛光剂和防水剂等。

而烷烃类烃燃烧产生的火焰可以用于灶具、热水器等家庭用具。

总结起来，烃的燃烧规律和应用主要体现在烃与氧气发生氧化反应，产生二氧化碳和水。

烃的高能量含量和方便燃烧性质使其在能源、化工和燃料等领域有着广泛的应用。

碳氢燃料分子热裂解积碳机理研究

碳氢燃料分子热裂解积碳机理研究
近年来，随着碳氢燃料分子热裂解积碳技术的发展，它作为碳氢燃料燃烧过程中重要的过程越来越受到重视。

然而，由于这一技术在发展过程中存在诸多技术问题，特别是在燃烧过程中积碳特性表现出较差的可靠性，因此，研究不同类型碳氢燃料分子热裂解积碳机理成为一项重要的研究课题。

碳氢燃料分子热裂解的过程实际上是由不同形式的碳氢分子燃烧而成的，它们分别是中压自由基、中压稳定烃和低压烃。

在碳氢燃料分子热裂解的燃烧过程中，每一种分子的热裂解机理与之相关的其他分子的机理有所不同，因此，研究不同碳氢燃料分子热裂解积碳机理具有重要的实用价值和理论价值。

首先，针对中压自由基和中压稳定烃，研究表明，碳氢燃料分子热裂解积碳的主要机理是由碳氢碳和氢的热裂解反应产生的热力学能量的发放和控制，这些能量主要是由碳氢分子中的反应物和热力学反应物联合产生的。

此外，由于自由基和稳定烃的反应机理具有不同的特性，因此，为了提高碳氢燃料分子热裂解积碳的性能，需要深入研究这两种机理。

其次，针对低压烃，研究表明，碳氢燃料分子热裂解积碳的主要机理是由热能释放和燃烧控制产生的。

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碳氢燃料分子热裂解积碳机理研究

碳氢燃料分子热裂解积碳机理研究《碳氢燃料热裂解反应动力学模拟的理论研究》是依托四川大学，由李娟琴担任项目负责人的青年科学基金项目。

碳氢燃料热裂解反应动力学模拟的理论研究项目摘要碳氢燃料的热裂解动力学模拟能为发动机的主动冷却提供重要的基础数据。

构建碳氢燃料热裂解详细反应机理和实现动力学模拟，可获得裂解热沉、产物分布、积碳速度等重要参数，为发动机换热设计提供重要依据。

本项目研究内容主要有两个部分：一是研究高碳氢燃料裂解反应的反应类型，构建典型碳氢燃料的热裂解详细反应机理；二是开展动力学模拟，将工程领域通常采用的宏观动力学模拟与理论化学领域新发展的反应力场分子模拟进行对比研究，首次采用分子模拟方法来验证宏观详细反应机理。

研究工作结合热、动力学参数的高精度量子化学计算、裂解反应详细机理构建、宏观动力学模拟和反应力场分子模拟，为工程换热设计提供碳氢燃料热裂解动力学模型。

碳氢燃料热裂解反应动力学模拟的理论研究结题摘要碳氢燃料裂解机理的研究对于提高燃料的燃烧性能非常重要。

开展了独立的燃料裂解反应机理的研究，通过构建碳氢燃料裂解详细反应机理实现动力学模拟，从而获得相关的动力学参数，为发动机的换热设计提供重要的理论依据。

快速发展的反应力场分子模拟（ReaxFF）是一种全新的从微观层面进行动力学研究的方法。

采用ReaxFF方法可以描述众多碳氢化合物的力场，实现化学反应进程的动力学模拟。

微观反应力场分子模拟基于从头算理论，结合鲍林键级键能关系得到半经验势，因而该方法的精确度达到了半经验的水平，适合模拟高温下的碳氢燃料裂解。

采用反应力场分子模拟方法对某些碳氢燃料的裂解动力学进行了相关的理论模拟。

首先，以正庚烷为研究对象，采用ReaxFF方法模拟了正庚烷的热裂解反应。

基于机理自动生成程序构建了正庚烷热裂解的新机理包括物种数、反应数以及相关的热力学参数和动力学参数。

ReaxFF模拟的结果与实验结果以及宏观化学动力学模拟结果相比较，一方面对实验进行了详细的理论解释，另一方面将微观模拟和宏观结果进行了比较。

化学反应中的碳氢化合物反应

化学反应中的碳氢化合物反应碳氢化合物是由碳和氢元素构成的化合物，也是化学反应中常见的物质。

碳氢化合物反应涉及到碳氢键的断裂和形成，从而产生新的化学物质。

本文将介绍碳氢化合物反应的一些基本类型，包括燃烧反应、卤代反应、加成反应以及取代反应等。

1. 燃烧反应燃烧反应是碳氢化合物最常见的反应类型之一。

在氧气足够的条件下，碳氢化合物会与氧气发生强烈的反应产生二氧化碳和水。

这个过程称为完全燃烧。

例如，甲烷（CH4）与氧气（O2）发生燃烧反应产生二氧化碳（CO2）和水（H2O）：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O燃烧反应是一种放热反应，产生的热量可以被利用为能源。

2. 卤代反应卤代反应是碳氢化合物中的氢被卤素（如氯、溴、碘）取代的反应。

在反应过程中，碳氢键断裂，形成卤代烷和盐酸酸。

例如，乙烷（C2H6）与氯气（Cl2）在紫外光的作用下发生卤代反应生成氯代乙烷和盐酸：C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl卤代反应是一种重要的化学反应，可用于合成药物、农药和其他有机化合物。

3. 加成反应加成反应是指碳氢化合物中的双键（如烯烃）或三键（如炔烃）被其他原子或分子加成的反应。

加成反应常常需要催化剂或高温条件。

例如，乙烯（C2H4）与氢气（H2）在催化剂的作用下发生加成反应生成乙烷：C2H4 + H2 → C2H6加成反应可以用于合成烯烃、脂肪醇等有机化合物。

4. 取代反应取代反应是指碳氢化合物中的氢被其他原子或基团取代的反应。

在取代反应中，碳氢键断裂，形成新的单键。

例如，甲烷（CH4）与氯气（Cl2）发生取代反应生成氯代甲烷和氯化氢：CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl取代反应是一种常见的有机化学反应类型，可以用于合成各种有机化合物。

总结：碳氢化合物反应是化学反应中重要的一部分，包括燃烧反应、卤代反应、加成反应以及取代反应等。

每一种反应都有其独特的特点和应用。

了解碳氢化合物反应的基本类型和机理，有助于我们理解化学反应的本质，并可以应用于有机合成、能源利用等领域。

碳氢燃料裂解结焦特性分析

碳氢燃料裂解结焦特性分析碳氢燃料是一类通过燃烧产生能量的化学能源，由碳和氢元素组成，常见的碳氢燃料包括石油、天然气和煤炭等。

在燃烧过程中，碳氢燃料会发生裂解，并产生结焦物质。

本文将对碳氢燃料裂解结焦的特性进行分析。

碳氢燃料的裂解是指在高温条件下，碳氢化合物分子发生断裂，生成较小分子的过程。

裂解的反应类型包括烷烃的裂解、烯烃的裂解和芳烃的裂解等。

裂解反应的具体机理与反应条件、催化剂等因素密切相关。

在裂解过程中，一般会生成大量的烃类和烯烃类的中间产物。

在碳氢燃料的裂解过程中，也会产生结焦现象。

结焦是指在高温条件下，碳氢化合物分解生成的碳元素在表面沉积，形成炭状物质。

结焦的程度与碳氢燃料的组成、温度和反应时间等因素有关。

结焦会导致反应器管道和催化剂表面的堵塞，降低燃烧效率。

为了分析碳氢燃料的裂解结焦特性，可以通过实验研究和数值模拟等方法来进行。

实验研究可以利用热解实验装置，控制不同温度和反应时间等条件，观察裂解反应产物和结焦情况。

数值模拟可以通过建立裂解反应的动力学模型，预测不同条件下的反应产物和结焦特性。

在石油和天然气等碳氢燃料的炼制和利用过程中，裂解结焦是一个重要的问题。

结焦会导致石油炼油装置和化工反应器的堵塞，增加生产成本。

如何控制碳氢燃料的裂解结焦特性，提高燃烧效率和生产效益成为当前的研究热点。

碳氢燃料的裂解结焦特性对于燃烧过程的理解和化工生产的控制具有重要意义。

通过实验和数值模拟等方法，可以深入研究碳氢燃料的裂解结焦特性，为碳氢燃料的利用提供科学依据和技术支持。

燃气轮机燃烧控制原理

燃气轮机燃烧控制原理摘要：燃气轮机是装备制造业的高端装备，典型结构如图1所示，被誉为现代工业皇冠上的明珠，是多学科先进技术的高度集成，是国家高科技水平的重要标志。

燃气轮机的燃烧控制包括燃料气量控制和空气量控制两大方面，涉及燃料气阀控制、VGV控制、启动控制、变工况控制等方面内容。

其中燃料气阀流量特性曲线的测定及燃烧控制系统中的启动升速燃气分配曲线、升速燃气分配曲线、VGV开度曲线、匹配燃气阀动作的阀门开度-燃烧功率曲线是燃烧控制的核心。

不同的机组、不同的安装使用环境，需要按照实际情况对上述曲线参数进行优化调整，以保证机组在启动、不同负荷段运行、变工况调整情况下的稳定运行。

关键词：燃气轮机；燃烧控制；原理图1典型燃气轮机结构1燃气轮的分析燃气轮机作为一种高效的动力机械，广泛应用于发电，工业驱动，船舶动力等领域，然而中国尚未完全掌握其研发和制造技术，特别是大功率燃气轮机，其市场一直被通用电气，西门子等国外公司垄断。

此外，随着各国对环境保护愈来愈重视，对燃气轮机的排放水平要求也更加严格，因此低排放燃气轮机更加受到重视。

燃气轮机由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成。

燃烧室把来自前端压气机的一部分压缩空气和喷入其中的燃料进行混合，形成的可燃气体混合物在火焰筒内部被点燃，并在定压条件下充分燃烧，形成高温燃气，燃料的化学能在燃烧室内被转化为燃气的热能。

高温燃气与另一部分压缩空气混合均匀后进入后端的涡轮中膨胀做功，所转化成的机械能，一部分用于带动压气机转动，另一部分用于输出轴功。

燃气做功后形成的尾气或者为联合循环的余热锅炉提供热源，或者直接排入到大气环境中。

燃气轮机所排放的主要气体污染物包括氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）和未燃碳氢化合物（UHC）等。

CO和UHC在具有充足的化学反应时间和足够高的燃烧温度的条件下可进一步氧化为二氧化碳和水，对固定式燃气轮机这两种排放物的排放水平相对容易控制。

相对难以控制的气体污染物是NOX，其过量排放破坏臭氧层，还会引起光化学烟雾，对环境和人类健康造成很大的危害。

焦炉加热燃烧时氮氧化物的控制

焦炉加热燃烧时氮氧化物(NOx )的形成机理及控制（转自好友haha4003)enjoy your work 2008-09-06 00:46:27 阅读167 评论0 字号：大中小焦炉加热燃烧时氮氧化物(NOx )的形成机理及控制摘要：燃气在焦炉立火道燃烧时，会生成氮氧化物NOx，按其生成的机理分有温度热力型、碳氢燃料快速型和含氧组分燃料型三种。

文中详细介绍了上述三种NOx的形成机理及控制方法后指出，在焦炉操作中，为降低NOx的生成量，应采用废气循环、分段供气、采用含氮量低的燃气和降低火道温度等措施。

燃气在焦炉立火道中燃烧时会生成氮氧化物（以NOx表示）。

燃烧过程中生成的氮氧化物就其形成机理看有三种类型，即①温度热力型NOx ；②碳氢燃料快速型NOx ；③含氮组分燃料型NOx 。

也有资料将前两种合称为温度型NOx 。

研究表明，在燃烧生成的NOx中，NO占95%，NO2为5%左右。

在大气中NO能缓慢转化为NO2，故在探讨NOx形成机理时，主要研究NO的形成机理。

一、温度热力型NO形成机理及控制1 温度热力型NO形成机理燃烧过程中，空气带入的氮被氧化为NO。

NO的生成由如下一组链式反应来说明，其中原子氧主要来源于高温下O2的离解：O+N2＝NO+NN+O2＝NO+O由于原子氧和氮分子反应需要很大的活化能，所以在燃料燃烧前的燃烧火焰中不会生成大量的NO，而只有在燃烧火焰的下游高温区（从理论上说，只有火焰的下游才积聚全部的热焓而使该处温度最高，燃烧前和火焰前部与中部都不是高温区），才能发生O2的离解，也才能生成NO。

关于燃烧高温区的温度，根据资料[4]论述，当α=1.1，空气预热到1100℃时，焦炉煤气理论燃烧温度为2350℃，高炉煤气理论燃烧温度为2150℃。

一般认为实际燃烧温度要低于此值，实际燃烧温度介于理论燃烧温度和测定的火道砌体温度之间。

如测定的火道温度为1300～1350℃（按平均1325℃计），则焦炉煤气的实际燃烧温度约为（2350＋1325）÷2≈1840℃，而高炉煤气约为：（2150＋1325）÷2≈1740℃。

发动机排放污染物的生成机理

发动机排放污染物的生成机理主要内容：介绍了汽车尾气中的主要污染物CO、HC、NO X和微粒的生成机理。

1、一氧化碳1.1一氧化碳的生成机理汽车尾气中CO的产生是由于燃油在气缸中燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。

一般烃燃料的燃烧反应可经以下过程：CH+烈-mCO+2H2(2-1)燃气中的氧足够时有2H2+O2-2H2O(2-2)2CO+O—2CO22(2-3)同时CO还与生成的水蒸气作用，生成氢和二氧化碳。

可见，如果燃气中的氧气量充足时，理论上燃料燃烧后不会存在CO。

但当氧气量不足时，就会有部分燃料不能完全燃烧，而生成CO。

在非分层燃烧的汽油机中，可燃混合气基本上是均匀的，其CO排放量几乎完全取决于可燃混合气的空燃比a或过量空气系数e。

图2-1所示为11种H/C比值不同的燃料在汽油a机中燃烧后，排气中CO的摩尔分数x CO与a或叮的关系。

a) b)L HCJ0.15 图2-1汽油机CO 排放量x CO 与空燃比a 及过量空气系数％的关系由图2-1可以看出，在浓混合气中(e <1),CO 的排放量随e 的减小而增加，这是因aa缺氧引起不完全燃烧所致。

在稀混合气中(e >1)，CO 的排放量都很小，只有在e =1.0〜aa1.1时，CO 的排放量才随e 有较复杂的变化。

a在膨胀和排气过程中，气缸内压力和温度下降，CO 氧化成CO 2的过程不能用相应的平衡方程精确计算。

受化学反应动力学影响，大约在1100K 时，CO 浓度冻结。

汽油机起动暖机和急加速、急减速时，CO 排放比较严重。

在柴油机的大部分运转工况下，其过量空气系数e 都在1.5〜3之间，故其CO 排放量a 要比汽油机低得多，只有在大负荷接近冒烟界限(e =1.2〜1.3)时，CO 的排放量才大量增a 加。

由于柴油机燃料与空气混合不均匀，其燃烧空间总有局部缺氧和低温的地方，以及反应物在燃烧区停留时间较短，不足以彻底完成燃烧过程而生成CO 排放，这就可以解释图2-2在小负荷时尽管e 很大，CO 排放量反而上升。

基于pea 方法的煤油燃烧两步简化机理

基于pea 方法的煤油燃烧两步简化机理煤油燃烧机理是一个常用而复杂的化学过程。

掌握煤油燃烧机理可以有助于更有效地燃烧煤油，提高煤油的热值，减少烟气的排放。

为了研究煤油燃烧机理，科研人员利用pea （parallel elementary-reaction-sets）方法，对煤油燃烧机理进行简化，提出了两步简化机理。

第一步是煤油开燃过程，煤油中碳氢化合物进行燃烧，生成气态（H2O，CO2，N2，O2，CO，H2）及固态（灰尘）物质。

根据pea 方法，在煤油开燃过程中，可以将全部温度范围内的热力学反应简化成三组基本反应：（1）甲烷（CH4）裂解、燃烧；（2）烷烃环氧化；（3）表面离子反应及侯克效应（knocking effect）的发生。

第二步是煤油熄灭过程，煤油熄灭过程包括熄火分子及颗粒的作用，煤油充分燃烧时，气体中的反应物缺氧，此时，未燃烧的煤油烷烃及烷烃的衍生物，如炔醚及芳烃，会与氧原子结合，形成抑制性物质，抑制热释放，最终使火焰消失。

根据pea 方法，煤油熄灭过程可以简化成五组基本反应：（1）一氧化碳（CO）氧化；（2）甲烯（C2H4）氧化；（3）碳氧化物烷烃芳烃（CO2/H2O/N2）氧化；（4）H2、CO2 产物气调；（5）火焰拖尾熄灭（flame smothering）。

通过pea 方法，将复杂多变的煤油燃烧机理简化成两步机理，使研究煤油燃烧机理变得简单。

这样可以准确地模拟实际生产过程，并推导出有利于烟气净化的技术条件和运行参数，为更加高效、清洁的煤油燃烧提供参考。

总之，pea 方法可以将煤油燃烧机理从复杂的过程变为两个简单的步骤，有助于更准确地模拟实际的生产过程，并有助于优化燃烧技术条件，从而提高煤油的热值，降低烟气的排放。

针对C_3H_8_空气扩散火焰的PCA简化机理构筑_邢佳佳

第9 已发生多起液化石油气火灾，如 1988 年 4 月 15 日，天津市煤气公司液化石油气北仓罐站发生特大火灾爆炸事故； 1989 年 6 月 3 日，前苏联乌拉尔铁路线旁边的液化石油气因管道破裂泄漏发生爆炸，死亡 600 人； 1998 年 3 月 5 日，西安市液化石油气站泄漏发生爆炸，造成 12 人死亡； 2010 年 1 月 9 日，天津市大港发生一起餐厅液化石油气钢瓶爆炸事故，造成 3 人死亡。液化石油气火灾具有发展速度快，燃烧面积大，温度高，破坏力强等特点，其火灾的蔓延也区别于一般火灾，火势的发展往往在一而且极易发生爆燃，因瞬间就会波及很大的面积， LPG 燃烧特性的研究对于消防安全就具有十分此，重要的意义。非预混燃烧也常被称为扩散燃烧，扩散火焰是火灾燃烧的一种基本形式，在非预混燃烧，，中扩散是一个有限速率的过程对流和扩散的时间尺度常常远大于化学反应的时间尺度，所以，其反应［1 ］流刚性问题往往显得更为突出。计算机数值模拟对于火灾动力学演化的研究具［2 ］有优势，表现在：（ 1 ）可以替代难以或无法实施的实验；（ 2 ）可以有目的的解决一般方法难以求解的大型系统问题；（ 3 ）可以降低研究成本；（ 4 ）可以避免实际实验对人身、财产的危害。从理论上说，耦合燃料复杂化学机理的数值模拟对于反应流过程细节的把握是理想的，这使得目前碳氢燃料反应机理的规模越来越大，描述燃烧过程的复杂化学机理一般包含成百上千甚至数万个基元反应、并涉及数十数
第7 卷
计算获知本例的熄火拉伸率为 200 ，出口径向速度梯度设为零，考虑多组分输运和热扩散，采用迎风 CURV = 差分格式，自适应网格参数 GRAD = 0. 1 、－3 －6 0. 2 ，相对和绝对误差分别为 1. 010 和 1. 010 ，