大分子直链烷烃O_2QOOH异构化反应速率规则优化与验证

作者：曹军; 张鑫; 洪聪结; 孙五川; 周雄; 康玉东; 康松; 邓远灏; 黄佐华; 张英佳

来源：西安交通大学学报, 2022, 56(05): 1-11.

• 正癸烷
• 点火延迟期
• 激波管
• O_2QOOH异构化
• 速率规则

为了探究大分子直链烷烃模型低温反应类速率规则的有效性，对现有模型及O_2QOOH异构化重要反应类进行了速率规则优化和实验验证。本文以正癸烷为研究对象，利用激波管反射激波方法测量了不同温度(650～1 550 K)、不同压力(0.1 MPa、0.5 MPa、2.0 MPa)、两种当量比(0.5和1.0)条件下的点火延迟期；结合统计学方法推导出该反应类的理论计算值，并对其构建了新速率规则。实验结果表明，0.1 MPa工况下，由于反应竞争加剧，目标燃料两个当量比的点火延迟期存在交叉点；0.5 MPa和2.0 MPa下，正癸烷点火延迟时间均出现负温度系数(NTC)行为。对比发现，劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)模型和蔡黎明(CAI)模型预测偏差主要集中在NTC区域，LLNL模型预测值与实验值最大偏差达11 059μs。速率分析表明，在O_2QOOH异构化反应类1,4-H、1,5-H以及1,7-H氢原子迁移过程中，LLNL模型使用的速率系数与速率规则限值最大差异达3.5个数量级，说明直接类比RO_2异构化方法获得目标异构化反应速率存在较大偏差。耦合更新速率规则后，LLNL优化模型在660～1 050 K温度区间内对点火延迟期预测变快；CAI优化模型在800 K温度以下的预测略微加快，高压下模型预测值与实验值吻合较好。该研究发展的速率规则可为大分子直链烷烃低温O_2QOOH异构化过程的动力学描述提供新的参考。

• 单位
  西安交通大学; 动力工程多相流国家重点实验室