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《基于直接关系图法碳氢燃料复杂化学机理简化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)MayActaPhys.-Chim.Sin.,2009,25(5)：1019-10251019[Article]www.whxb.pku.edu.cn基于直接关系图法的碳氢燃料复杂化学机理简化*蒋勇邱榕(中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥230026)摘要：采用直接关系图(DRG)法,针对碳氢类氧化反应详细机理,进行了不同指定精度水平的甲烷框架化学机理简化研究.通过DRG可以发现,机理中存在强烈耦合的组分组,在框架机理中,这些组分组或同时保持或集体去除
2、.研究表明,给定阈值ε为0.01的框架机理仅包含182个反应、涉及27种组分,虽然给定阈值的精度并不高,但所得框架机理和原详细机理关于火焰结构的计算结果吻合很好.本研究发现,开始组分仅给定燃料物质是不够的,当开始组分仅给定燃料物质,则阈值ε需很小,形成的框架机理较大,否则计算误差不可接受,而开始组分给定燃料和氧化剂(或N2)物质,阈值ε可以取得较大,形成的框架机理尺度可以较小,而火焰模拟的精度仍很高.关键词：化学动力学简化;框架化学机理;直接关系图中图分类号：O643ReductionofLargeKinet
3、icMechanismsofHydrocarbonFuelswithDirectedRelationGraph*JIANGYongQIURong(StateKeyLaboratoryofFireScience,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,P.R.China)Abstract：Thedirectedrelationgraph(DRG)methodwasusedtoreduceadetailedreactionmechanismtoask
4、eletalmechanismformethanewithspecifiedaccuracy.Stronglycoupledspeciesgroupswereobservedinthereductionprocess,hencefacilitatingtheidentificationofcandidateskeletalmechanismsbyeliminatingorretainingthestronglycoupledspeciesingroups.Theskeletalmechanismwithani
5、dentifiedthresholdvalueof0.01formethaneoxidationandconsistingof27speciesand182reactionswasfoundtomimictheperformanceofthedetailedmechanismwithahighlevelofreliability.Inthisstudy,wefoundthatthestartingsetcouldnotsimplyconsistofasinglespeciessuchasthefuelothe
6、rwisethethresholdvaluewouldneedtobesmallerandthecreatedskeletalmechanismwouldhavebeenlarger.Itsimulatestheflamestructurewellusingthecreatedskeletalmechanisminwhichthestartingsetofspeciesconsistsofthefuelandoxidizer(orN2)evenwiththelargerthresholdvalue.KeyWo
7、rds：Chemicalkineticsreduction;Skeletalchemistrymechanism;Directedrelationgraph碳氢物质是自然界最普遍的燃料之一,碳氢氧变化,因此,碳氢详细机理一般较为复杂.当前,数值化的详细反应动力学机理一般包含数百或数千基元模拟技术在燃烧装置的设计以及燃烧机理的研究中[1-3]反应,涉及数十或数百种物质.构筑碳氢燃料氧起着越来越重要的作用,但复杂的反应机理使得即化详细化学机理时,需考虑温度、压力、燃油过量系使是较为简单的燃烧现象也难于模拟,如非稳
8、态、多数、以及混合与驻留时间等参数能在宽广的范围内维层流火焰.复杂的化学机理除了使计算量大得难Received:November7,2008;Revised:January12,2009;PublishedonWeb:February25,2009.*Correspondingauthor.Email:rqh@ustc.edu.cn.国家自然科学基金(50676091,50876097,505360
