摘要
生物质基长链含氧燃料具有良好的碳烟减排特性,是富有前景的柴油添加剂。本研究通过实验和数值模拟分析了25%三丙二醇单甲醚(TPGME)和25%聚甲氧基二甲醚(PODE)添加对正庚烷对冲扩散火焰中碳烟前驱体生成特性的影响。通过气相色谱(GC)测量了对冲扩散火焰中C1-C4烃类的摩尔分数,实验结果表明TPGME和PODE的添加减少了乙烯和乙炔的形成。通过反应动力学机理结合解耦方法实现了燃烧动力学过程模拟,能够很好的匹配实验结果。模拟结果表明核心燃烧区域的温差不超过50K,说明含氧添加剂对火焰温度影响较小;稀释效应和热效应降低了乙炔,乙烯的浓度,而化学效应则有利于乙烯和乙炔的生成。生产率(ROP)和反应路径计算表明不饱和烃主要由正庚烷的氢提取和 β-断键反应生成,两种添加剂均不会对该路径产生实质性影响。由于氧原子的存在,TPGME和PODE分子中碳原子极易转化为醛和一氧化碳(CO)而非不饱和烃。最终,稀释效应和热效应是降低正庚烷火焰中碳烟前驱体排放的关键因素。
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