甲苯氧化反应方程式,甲苯和氧气的反应方程式

首页 > 游戏 > 作者:YD1662023-11-05 11:58:00

图6:计算得出了在p = 30 bar和ϕ = 5条件下冲击管中燃烧富含甲苯的炭黑形成和氧化过程中每个步骤的生成速率

然而,需要注意的是,较大PAH生长的压力依赖反应速率是缺失的。在高压下,参与炭黑成核和凝结的炭黑前体浓度可能被本模型使用与大气压力相同的反应速率低估。

这可能导致在高压下预测的炭黑产率与测量结果之间出现较大的差异。

测量结果得到了在p = 30 bar和ϕ = 5条件下,甲苯与O2/Ar混合的炭黑体积分数、数密度和体积粒径,用于验证甲苯的炭黑生成。模型在温度范围为1400-2200 K内合理地再现了炭黑粒子特性与温度的依赖关系。

甲苯氧化反应方程式,甲苯和氧气的反应方程式(21)

炭黑粒子

与实验数据一致,预测的炭黑体积分数随温度升高达到峰值,然后在T = 2200 K降至极低水平。

这是因为PAH凝结在1600 K < T < 2000 K范围内对炭黑形成有很大贡献,而在T = 2200 K时主要是弱的表面生长和A1、A2的沉积。

预测的数密度和粒径在T > 1600 K时与实验数据相当吻合。然而,在1400 K < T < 1600 K时,预测的粒径不符合实验趋势。由于缺乏相关实验数据,验证了甲苯预混火焰中A4的浓度。

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图7:该论文对比了在冲击管中富含n-庚烷和甲苯燃烧的实测结果(符号)和预测结果

粒径的低估是由于在T < 1600 K时,在炭黑成核步骤中以大ROP生成大量小颗粒。因此,未来的研究中应考虑进一步改进成核速率。

通过计算炭黑形成过程的生成速率以揭示主导的炭黑步骤,值得注意的是,包括A1沉积的PAH凝结由于存在大量由甲苯产生的A1,对炭黑形成具有相对较高的生成速率。

测量结果得到了在冲击管中富含n-庚烷和甲苯燃烧的实测炭黑体积分数、数密度和体积粒径,其中n-庚烷氧化的实验数据在Ar = 99.0%,T = 1820 K,ϕ = 5条件下,在Ar = 99.75%,T = 1600 K,ϕ = 5条件下研究甲苯氧化的实验数,用于进一步分析不同燃料的炭黑特性

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炭黑微观结构

对于n-庚烷和甲苯,炭黑体积分数随着压力的增加呈现出良好的预测趋势,并且两种燃料的粒子数密度和直径的大小基本得以合理再现。

炭黑模型在p = 10-30 bar时对炭黑体积分数的预测是令人满意的,但在高压下低估了炭黑产量。本模型更新考虑了文献中呈现的与压力相关的PAH生长反应速率。

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