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碳氢化合物火焰燃烧特性的研究

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第一章 绪论

1.1碳氢化合物的主要研究种类

1.2研究碳氢化合物的已有基础

1.3本课题的主要研究内容及现有工作基础

1.3.1现有工作基础

1.3.2主要研究内容

1.4本章小结

第二章 实验设备及实验方法

2.1同步辐射原理

2.1.1同步辐射的特点

2.1.2同步辐射与电子束轰击电离和激光光电离的比较

2.2同步辐射的光源

2.3燃烧分析所用的光束线

2.4燃烧实验站

2.5实验方案

2.6实验步骤

2.7物质种类的确定方法

2.8实验数据处理

2.9本章小结

第三章 实验结果及分析

3.1实验结果与分析

3.2讨论

3.3结论

3.4两种火焰中的温度的比较

3.5本章小结

第四章 全文总结与工作展望

4.1全文总结

4.2工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

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摘要

燃料的化学反应动力学对模拟结果的准确度有着重要的影响。商用车用燃料油是混合物,由150多种化合物组成,且其组成成分随产地和炼制方法的不同而不同,这使得研究内燃机燃烧学变得更为复杂。正庚烷和异辛烷是两种与燃料油性质最为接近的单质,目前已成为研究的重点。
   本文旨在利用同步辐射单光子电离结合分子束取样技术和飞行时间质谱仪,研究正庚烷和异辛烷/正庚烷(体积比9∶1,模拟90#汽油)在低压层流预混条件下的燃烧状况,并对燃烧的产物,特别是对低温时的燃烧中间产物进行了深入分析;给出了中间产物的空间分布。其中,在正庚烷的火焰中探测到23种中间产物;在异辛烷/正庚烷的火焰中探测到24种中间产物。
   由实验分析可知,在正庚烷的低温产物中,发现了在以往研究正庚烷氧化的文献中没有提到的物质3-庚酮,其分子量大于正庚烷,是由正庚烷在低温中氧化加氧而得到的。在异辛烷/正庚烷火焰中,存在2-甲基丙烯,它是由大量的异辛烷在低温时发生裂解反应而生成的。与正庚烷火焰中生成的物质相比,在异辛烷/正庚烷的火焰中生成了5个碳的酮,根据推测是异辛烷脱去甲基,形成了5碳酮。此外,在火焰的中间产物可以观测到,裂解的烯烃在高温条件下会发生同分异构现象。
   燃料分子结构的不同导致其燃烧时占主要地位的反应机理的不同,如果正是这些不同的结构,导致了不同的燃料的辛烷值和十六烷值的不同,那么可以推断采用与异辛烷分子结构相似的化学物质可以抑制爆震。

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