煤油點(diǎn)火延時(shí)特性及其污染效應(yīng)的激波管研究.pdf

1、煤油點(diǎn)火延時(shí)特性及其污染效應(yīng)的激波管研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：梁金虎指導(dǎo)教師：張勝濤教授王蘇副研究員專業(yè)：化學(xué)學(xué)科門(mén)類：理學(xué)重慶大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院二O一一年十月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要煤油燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究是近年來(lái)超燃研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)測(cè)量煤油在不同燃燒溫度、壓力狀態(tài)下的點(diǎn)火延時(shí)，可以作為驗(yàn)證燃燒反應(yīng)機(jī)理和簡(jiǎn)化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的重要依據(jù)。通過(guò)對(duì)煤油點(diǎn)火特性的研究，可以為超燃沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)﹑優(yōu)化等提供

2、重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。激波管是進(jìn)行燃料點(diǎn)火延時(shí)研究的主要實(shí)驗(yàn)手段，通過(guò)調(diào)節(jié)入射激波的速度可以獲得較大范圍的實(shí)驗(yàn)溫度和壓力。本文在較高壓力和Ar氣低稀釋度條件下進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)3號(hào)航空煤油點(diǎn)火特性及其在污染物H2O和CO2存在時(shí)對(duì)煤油的點(diǎn)火延時(shí)特性影響效應(yīng)的研究。首先，在新建的激波管基礎(chǔ)上搭建完成了包括激波管進(jìn)氣系統(tǒng)﹑配氣系統(tǒng)﹑真空系統(tǒng)﹑壓力測(cè)量系統(tǒng)和光譜測(cè)量系統(tǒng)的激波管實(shí)驗(yàn)裝置，在此基礎(chǔ)上對(duì)新建激波管系統(tǒng)進(jìn)行了狀態(tài)調(diào)試。通過(guò)進(jìn)行破膜實(shí)驗(yàn)獲得了本激波

3、管所用不同類型鋁膜對(duì)應(yīng)的臨界破膜壓力，為實(shí)驗(yàn)?zāi)て倪x擇奠定了基礎(chǔ)。其次，利用OH自由基在306.5nm處的特征發(fā)射光譜的急劇變化作為點(diǎn)火發(fā)生的標(biāo)志，測(cè)量了FuelO2Ar混合氣在O2比例為19.88%和稀釋氣體Ar比例約為80%時(shí)，點(diǎn)火壓力分別為5.5﹑11和22atm，化學(xué)當(dāng)量比Φ為0.5﹑1和1.5，溫度范圍為820~1580K條件下的國(guó)產(chǎn)3號(hào)航空煤油點(diǎn)火延時(shí)特性，分別考察了壓力和當(dāng)量比對(duì)國(guó)產(chǎn)3號(hào)航煤點(diǎn)火延時(shí)的影響，擬合獲得了國(guó)產(chǎn)3

4、號(hào)航煤點(diǎn)火延時(shí)與溫度﹑壓力﹑化學(xué)當(dāng)量比﹑燃料濃度﹑氧化劑濃度等參數(shù)相關(guān)性的擬合公式為：110.221.092kerexp()699413.210[][]oseneORT?????70.880.23(62092)exp4.7210PRT??????其中，點(diǎn)火延時(shí)時(shí)間的單位為s，煤油和O2的濃度為molcm3，總壓P為atmΦ為化學(xué)當(dāng)量比，點(diǎn)火活化能的單位為Jmol。最后，在煤油點(diǎn)火延時(shí)測(cè)量的基礎(chǔ)上，分別考察了污染物H2O和CO2對(duì)煤油點(diǎn)火

5、延時(shí)的影響。首先測(cè)量了不加污染物時(shí)，化學(xué)當(dāng)量比Φ＝1.0的煤油在點(diǎn)火壓力為3atm時(shí)，點(diǎn)火溫度為810～1350K內(nèi)的點(diǎn)火延時(shí)數(shù)據(jù)，隨后在加入污染物H2O為10%和20%以及CO2為10%（體積比）的情況下，測(cè)量了煤油點(diǎn)火延時(shí)的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：CO2對(duì)煤油的點(diǎn)火延時(shí)時(shí)間基本沒(méi)有影響；H2O對(duì)煤油點(diǎn)火延時(shí)時(shí)間的影響存在一個(gè)960K的溫度臨界點(diǎn)，在臨界點(diǎn)以上的溫度范圍內(nèi)，煤油的點(diǎn)火延時(shí)時(shí)間不受H2O的影響，而在臨界溫度以下，H2O對(duì)