乙醇掺氢燃料预混流燃烧特性的研究

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1、独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：唑FI期：签名：里翌笠期：学位论文使用授权书加11、E延本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学

2、位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)．粤蕊、璋导师(签名)．像像日期州夸肖武汉理工大学硕士学位论文中文摘要21世纪能源及车用燃料的多元化，开发及应用生物质能等可再生能源及清洁替代燃料，是净化空气保护环境、解决矿产燃料不足的必然趋势。乙醇和氢气都是良好的内燃机代用燃料，能有效的改善现有内燃机的燃烧和排放性能，在乙醇中掺烧少量氢气能达到良好的燃料互补

3、作用。由于含水酒精重整燃料中含有乙醇及氢气，故本文创新性地整合了乙醇．氢气混合气的化学反应机理，通过实验与数值计算重点研究了乙醇．氢气混合气的预混层流燃烧特性。通过乙醇．氢气混合气的定容燃烧弹实验，得到了不同当量比、不同氢气比例的混合气的火焰传播速率、层流燃烧速率、马克斯坦长度、火焰厚度、火焰前锋面结构、质量燃烧流量等参数，研究结果表明：随着氢气比例的增大，乙醇一氢气混合气的火焰传播速率(拉伸、无拉伸)、层流燃烧速率(拉伸、无拉伸)、质量燃烧流量(其增加率略小于层流燃烧速率的增加率)亦逐渐增大，马克斯坦长度则逐渐降低。而在当量比1．2时，火焰传播速

4、率、层流燃烧速率等达到峰值，偏离该当量比后，速率均降低。在低氢气比例条件下(低于40％)，马克斯坦长度随当量比的增大，呈现逐渐降低的趋势；高氢气比例(高于60％)时则相反。燃烧产物的生成速率随着拉伸率的增加而增加，燃气的消耗速率随着拉伸率的增加而减小。另外，容弹内燃烧压力的变化表明容弹中的燃烧是在近似绝热条件下进行的。而通过火焰的纹影图片，观察到了3种火焰的不稳定性。同时拟合了乙醇．氢气混合气的无拉伸层流燃烧速率的经验公式。探索了乙醇．氢气混合气的稀燃极限，发现掺氢能拓宽燃料的稀燃极限。对乙醇和氢气的化学反应机理进行了整合，在乙醇的反应机理中，添加

5、氢气机理中包含的日，q+02=H02+n02基元反应以及。组分、02组分的热力学数据，形成了新的乙醇．氢气混合气的反应机理，并通过敏感性分析和反应速率分析法对整合后机理进行了详细分析。同时，为了预测NO的排放，在新的乙醇．氢气混合机理中添加了泽利多维奇机理。在上述机理的基础上，运用CHEMKIN软件计算了不同初始条件下的乙醇．氢气混合气的火焰传播速率、层流燃烧速率、绝热火焰温度、CO和NO排放以及火焰结构等，为实验研究起到了辅助作用。通过数值计算结果和实验结果的层流燃烧速率和火焰传播速率的对比，发现对比结果具有良好的吻合性，表明本文中整合的机理适用

6、于计算不同氢气比例下的稀混合气和化学计量比附近乙醇．氢气混合气的燃烧和化学反应过程。关键词：乙醇，氢气，预混层流燃烧，容弹实验，化学反应机理武汉理工大学硕士学位论文AbstractThediversificationofenergyandvehiclefuelsinthe21stcentury,．developmentsandapplicationsofbio-energyandotherrenewableandcleanalternativefuelsaretheinevitabletrendstowardspurifyingair,protec

7、tingtheenvironmentandsolvingtheproblemofmineralfuelshortage．Asbeinggoodalternativefuels，bothethanolandhydrogencanimproveeffectivelytheperformanceofcombustionandreduceemissions．Themixtureofethanolwitllsmallquantitiesofhydrogencanachieve900dcomplementaryactions．Basedonthereforme

8、dhydratedalcoholfuelscontainingethanolandhydrogen,thispaperha