正十二烷高温燃烧详细化学动力学机理的系统简化.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao12536ActaP．一Chim．Sin．2012，28(11)，2536-2542November[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201208201www．whxb．pku．edu．CR正十二烷高温燃烧详细化学动力学机理的系统简化方亚梅’王全德’王繁李象远一(‘四川大学化学学院，成都610064；。四川I大学化学ST_程学院，成都610065)摘要：采用详细化学反应动力学机理的系统简化方法，以典型航空燃料的替代组分正十二烷为研究对象，开展了正

2、十二烷高温燃烧化学动力学机理的系统简化．首先采用多步直接关系图法(DRG)和基于计算奇异值摄动法(CSP)重要性指标的反应移除方法对由1279个组分，5056个基元反应组成的正十二烷燃烧详细机理进行框架简化，得到了包含59个组分，222个基元反应的框架机理：进一步采用CSP对框架机理进行时间尺度分析，选出了10个准稳态物种，采用准稳态近似方法(QSSA)构建了包含49个组分的全局简化机理．计算结果表明，在较宽的参数范围内，框架机理和全局简化机理均能够重现正十二烷详细机理在高温燃烧的点火延迟时间、熄火以及物种浓度分布

3、等方面的模拟结果．关键词：正十二烷：详细反应动力学机理：机理简化：直接关系图：计算奇异值摄动法：准稳态近似中图分类号：0643ReductionoftheDetailedKineticMechanismforHigh-TemperatureCombustionof力-DodecaneFANGYa—Mei’WANGQuan—De’WANGFan’。LIXiang—Yuan'fCollegeofChemisry,SichuanUniversity,Chengdu610064,R．China；CollegeofChemi

4、calEngineeringSichuanUniversity,Chengdu610065，PR．China)Abstract：ThedetailedchemicaIkineticmechanismforhigh—temperaturecombustionofn．dodecanewassystematicallyreducedviaintegratedmechanismreductionmethods．TheskeletaImechanism．includinfl59speciesand222elementaryr

5、eactions，wasderivedusingthedirectedrelationgraphmethod(DRG)combinedwithamethodbasedoncomputationalsingularperturbation(CSP1importanceindexfromadetailedmechanismconsistingof1279speciesand5056elementaryreactions．TheskeletaImechanismwasfurtherreducedthroughtime-s

6、caleanalysis．TheCSPmethodwasemployedfortheselectionofquasisteadystate(QSS)species，andtenspecieswerechosenasQSSspecies．Finally。basedonthequasisteadystateapproximationmethod，a49一speciesreducedmechanismwasderived．Boththeskeletalmechanismandthe49一speciesreducedmec

7、hanismreproducedtheignitiondelaytime，extinction，andspeciesprofilesofthedetailedmechanismoverawiderangeofsimulationconditions．KeyWords：n-Dodecane；Detailedchemicalkineticmechanism；Mechanismreduction；Directedrelationgraph；Computationalsingularperturbation；Quasi—s

8、teadystateapproximation1引言要的燃料是碳氢燃料，研究碳氢燃料燃烧反应动力到目前为止，人类社会使用的最普遍也是最重学机理对于发动机燃烧室的设计、污染物的形成与Received：June13，2012；Revised：August20，2012；PublishedonWeb：August20，2012．Correspondingautho