正庚烷HCCI燃烧下多环芳烃生成机理与影响因素分析
2012-09-28曾文,解茂昭
曾 文, 解 茂 昭
(1.沈阳航空航天大学 动力与能源工程学院,辽宁 沈阳 110136;2.大连理工大学 能源与动力学院,辽宁 大连 116024)
0 引 言
随着煤、石油在工业生产、交通运输以及生活中被广泛应用,多环芳烃已成为世界各国共同关注的有机污染物[1、2].多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是指分子中含有两个或两个以上苯环的碳氢化合物[3].环境中的PAHs除极少量来源于生物体内合成,森林草原自燃起火、火山喷发等自然灾害外,绝大部分由人为活动污染造成.其中机动车辆所排放的废气中含有相当数量的PAHs[4].
近年来,国内外主要针对多种燃料在简单燃烧反应器中进行预混与非预混燃烧时PAHs的排放规律以及分布特征进行了实验与数值研究,但涉及内燃机燃烧过程中PAHs生成、演变规律的相关 研究较 少[5、6].Wang等[7、8]对乙 烯与乙炔层流预混火焰中PAHs的生成规律进行了详细的数值分析.他们发现从脂肪烃燃料生成最初的环状芳香烃,再通过乙烯基叠加到乙炔上,之后通过一个未配对电子与碳碳三键结合使链环闭合,然后芳香烃以所谓HACA(氢解吸附-乙炔分子添加)方式形成稳定的PAHs,PAHs的生成受燃烧组织方式、燃烧温度及湍流等诸多因素的影响.因此,柴油HCCI燃烧中PAHs的生成、演变规律必然与传统的柴油机和汽油机不同.当前国内外对柴油HCCI燃烧的研究主要集中在混合气的形成、燃烧始点和燃烧过程的控制以及工况的适应范围上,对PAHs的生成机理、演变过程及理化特性研究还鲜有报道.
本文采用Frenklach最新的PAHs生成的化学动力学模型,并结合正庚烷热分解与氧化的详细反应机理,对正庚烷HCCI燃烧下多环芳烃的生成规律进行数值模拟;……
