燃料自燃是压缩着火（CI）和均质充量压缩着火（HCCI）带头机中的要紧放热机制，同时正在火花焚烧（SI）带头机中，自燃导致的爆震会局部效用。关于燃料自燃特质的研

燃料自燃是压缩着火（CI）和均质充量压缩着火（HCCI）带头机中的要紧放热机制，同时正在火花焚烧（SI）带头机中，自燃导致的爆震会局部效用。关于燃料自燃特质的斟酌有众种权谋和本事，如激波管、定容燃烧弹、流反映器及疾速压缩机构等。个中激波管通过激波对介质举办非等熵、绝热压缩，可以正在毫秒级以至更短的功夫内将夹杂气擢升到理念的压力和温度，从而完成压力和温度的凿凿支配以及着火延迟期的牢靠界说。由乙醇、烷烃、烯烃和浓郁烃等上百种要紧组分和谐而成的乙醇汽油，自己因素及理化特质繁复。本期推文笔者通过带有Laval 喷管雾化体系的化学激波管，对差别当量比的 E92 车用乙醇汽油/气氛夹杂气正在温度为 1 100～1 750 K、压力为 0.10～0.65 MPa 时的着火延迟期、着火壁面压力，以期能对乙醇汽油的燃烧特质有进一步理解，并为开垦合理的乙醇汽油掺比取代燃料以及构修其化学反映动力学模子供应参考。

试验正在带有雾化预混体系的化学激波管上展开，管体是内径为 100 mm、壁厚为 17.5 mm 的圆形截面不锈钢管，PET 膜片将激波管分成管长分辩为 4.0 m的高压驱动段和 5.5 m 的低压试验段。采用高纯 He行为高压驱动气体，通过针刺破膜式样完成差别工况的试验需求，试验装配如图 1 所示。

低压试验段壁面沿轴线 个高频反映压力传感器(PCB113B24)，各传感器间隔断 ∆L 均为 200 mm。PCB1 和 PCB2 用于激波压力信号衡量，按照两测点间的隔断 ΔL 及激波压力信号的功夫差∆t 可盘算推算入射激波速率 Vs，有 Vs＝∆L/∆t，并由激波相合盘算推算取得反射激波后的着火温度 T 和压力p。PCB3 距反射端面为 20 mm，是反射激波后压力、功夫过程测点，同时也是夹杂气着火燃烧经过中的着火壁面压力测点。乙醇汽油/气氛夹杂气自着火特质衡量装配如图 2 所示。以 OH 基自愿光信号行为自着火信号，正在与 PCB3 距反射端面一样隔断的差别场所处装配带有高压电源的光电倍增管 PMT，用于记载测点场所的 OH 基自愿光信号功夫改变过程，PMT输出信号与 OH 基自愿光强度呈正比。正在 PMT 前装有(308±7.5) nm(对应 OH 基自愿光波长为 306.5 nm)的窄带滤光片。为使自愿光信号的测点场所愈加无误，正在 PMT 前加装长为 30 mm、宽为 1 mm 的狭缝。关于统一强度的自愿光信号，高压电源所加电压差别，PMT 测得的信号强度也差别，为便于比力，试验中PMT 的外加电压恒为 600 V。正在 PCB 后装配低噪声前置放大器(Stanford Research Systems SR560)，对各PCB 收集的轻微压力信号举办放大。为瞬态试验，通过 4 通道示波器(Tek TDS2014B)的单次收集形式，以 PCB1信号行为示波器的触发信号，同时收集各PCB 压力信号和 PMT 信号。

应用车用乙醇汽油 E92，通过激波管的雾化预混体系，Laval 喷管发作的超声速气流将汽油雾化，并与气氛正在容积为 295 L 的预混罐中填塞夹杂。常温下的车用乙醇汽油的饱和蒸气压为 42～65 kPa，挥发性很强，正在常温、常压下乙醇汽油经由 Laval 喷管雾化后可正在混气罐中酿成雾化填塞、夹杂平均的两相夹杂物(气溶胶)。采用大管径、低速流、小拐角的低压试验段端部进气装配，有用下降了液滴因撞击壁面以及壁面吸附对当量比的影响。为包管夹杂物正在试验段平均漫衍，正在逼近膜片的场所装配抽气口，使夹杂物正在试验段内酿成相联进气形态。廖钦等诈欺基于Mie 散射表面的分格式激光粒度仪和激光诱导荧光(PLIF)对激波管内的石油气溶胶粒径漫衍举办了可视化斟酌，结果注解：相联进气经过坚持 1～2 min后，可正在试验段酿成平均不乱的石油/气氛两相气溶胶。其余，Davidson 等以为，气溶胶正在激波管试验中被雾化的颗粒尺寸与燃料品种相合不大。

界说着火延迟期为反射激波达到 PCB3测点场所的功夫与自着火爆发功夫之间的功夫间隔。反射激波达到测点的功夫由 PCB3压力弧线 次阶跃始点来占定，自着火爆发功夫界说为 OH 基自愿光强信号弧线初度阶跃的最大斜率处切线与水准基线 中，燃烧放热导致的 PCB3 压力弧线上升的肇端功夫与 OH 基自愿光信号的切线和水准基线交点是近似同步的，这也注解笔者对着火延迟期界说的合理性。可知乙醇汽油/气氛夹杂气的着火延迟期为 380 µs。

乙醇汽油 E92 要紧是由 C4～C12 等众种烃类以及乙醇等非烃化合物构成的繁复夹杂物。笔者依据GB/T 11132—2008《液体石油产物烃类的测定荧光指示剂吸附法》和 NB/SH/T 0663—2014《汽油中醇类和醚类含量的测定气相色谱法》，分辩对试验所用乙醇汽油 E92 的烃类和乙醇含量举办了检测，个中烯烃所占体积分数为 12.6%、芳烃为 27.8%、饱和烃为 47.9% 且乙醇的体积分数为 11.6%。衡量取得乙醇汽油 E92 正在 20 °C、常压下的密度为 0.75 g/cm3。按照组分方程盘算推算取得乙醇汽油 E92 化学计量空燃比约为 14.2，试验中混气罐中气氛的量固定稳定，通过高精器量筒支配所需燃料的体积，从而调动当量比，当量比的支配差错小于 5% ，并对燃料的比热容、规范熵等物性参数举办估算。笔者诈欺一维理念正激波相合对反射激波后的着火温度和压力举办盘算推算，思量到按照乙醇汽油要紧组分估算带来的比热容比γ差错，以及入射激波衰减，取得着火温度盘算推算差错为±15 K，压力盘算推算差错为±0.01 MPa。廖钦对笔者所应用的激波管试验体系着火延迟期的试验偏向举办了衡量，单次试验的着火延迟期偏向不妨高达 10% 以上。同时，归纳 PCB 及 PMT 信号延迟、信号噪声和弧线衡量等惹起的偏向，着火延迟期的单次衡量最大差错约为 12% ，因此着火延迟期试验数据以系列衡量结果的漫衍来确定。

试验衡量了温度约为 1100～1 750 K、压力分辩为 0.28 MPa 和 0.56 MPa 要求下，燃空当量比为 0.5、1.0 和 1.5 时乙醇汽油 E92/气氛夹杂气的着火延迟期及着火壁面压力信号和 OH 基自愿光强的功夫过程。并对当量比为 1.0、温度为 1 340 K 和 1 400 K 要求下，压力畛域为 0.1～0.65 MPa 时的着火延迟期以及压力为 0.28 MPa、温度为 1 390 K、当量比为 0.2～2.5 时的着火延迟期举办了衡量。

图 4 示出压力分辩为 0.28 MPa 和 0.56 MPa、当量比为 0.5、1.0 和 1.5 时的(lnτig～1/T )改变，个中 τig为乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期，T 为着火温度。正在高温要求下，乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期的对数lnτig 和着火温度的倒数 1/T 正在差别当量等到压力下均知足线性相合，且正在着火温度和压力一样的要求下，当量比增补，乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期清楚伸长。同时，0.56 MPa 要求下的着火延迟期比拟 0.28 MPa 时缩短。

图 5 示出当量比为 0.2～2.5、着火温度为1 390 K、压力为 0.28 MPa 要求下乙醇汽油/气氛夹杂气的着火延迟期τig随当量比ϕ 的改变。正在着火温度和压力稳定的要求下，夹杂气着火延迟期正在当量比为0.2～2.5 的畛域内均随当量比的增补而清楚伸长，而且τig和ϕ较好地知足 Arrhenius 相合。诈欺众元线 所示的着火延迟期举办拟合，取得了乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期 τig与ϕ、T 的相合，即

由式(1)、式(2)可知，高温要求下乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期确当量比依赖指数正在 0.28 MPa 和0.56 MPa 下分辩为 1.56、1.60。Davidson 等对异辛烷/O2/Ar 夹杂物正在着火温度畛域为 1177～2 009 K、压力为 0.12～0.82 MPa、当量比为 0.25～2.00 时的着火延迟期举办拟合，取得当量比依赖指数为 1.62，并提出了高温要求下异辛烷的反映机理。正在高温反映阶段(T＞1 200 K)，燃料中的烷基要紧通过β 裂解天生小分子烯烃和烃基，正在该反映中，链分支反映H +O2 = OH +O 起主导用意，夹杂气当量比越小(夹杂气越稀)，其氧浓度就越高，正在碳氢燃料着火经过中过量的氧将抬高该链分支反映速度，从而使总包反映速度加快。因此正在高温要求下，夹杂气中氧浓度的增补将鼓动着火经过，从而使燃料的着火延迟期缩短。Cancino 等斟酌觉察，乙醇正在高温反映阶段 (T＞1 000 K)，以 C—C 键断裂天生 CH3 和 CH2OH为主导，正在高温时乙醇对汽油着火延迟期的影响很弱。因此仅含 11.6% 变性燃料乙醇的乙醇汽油 E92正在高温要求下要紧发挥的是 HC 的共性特色，乙醇对汽油着火延迟期的影响有待进一步斟酌。Sarathy 等正在激波管和疾速压缩机上对汽油取代燃料(FACE)的着火延迟期斟酌觉察，正在中、低温且高压要求下，当量比下降，着火延迟期伸长，与高温时当量比对着火延迟期的影响相反，而正在温度为 1100～1 270 K 、差别当量比时的着火延迟期特地亲近。Davidson 等对异辛烷/O2/Ar 夹杂物正在中、低温时着火延迟期的斟酌也显示好似地步，拟合弧线 K 相近爆发交叉。这是因为正在中、低温反映阶段(T＜1 200 K)，主导燃料与氧化剂举办反映的链分支反映为RH + HO2 =R + H2O2 (R 暗示烷基)和H2O2 =OH +OH ，正在此反映阶段，燃料浓度越高，活性基及OH 基天生速度越速。正在 1 200 K 温度相近为两种链分支反映机理的过渡区，因此着火延迟期正在 1 100～1 300 K 畛域内趋于同等且拟合弧线中，差别当量比时的着火延迟期拟合弧线正在温度较低区域也显示交叉趋向。

图 6 示出当量比为 1.0、着火温度分辩为 1 340 K和 1 400 K 时乙醇汽油/气氛夹杂气正在差别压力下(0.10～0.65 MPa)的着火延迟期 τig随 p 的改变。拟合取得了乙醇汽油/气氛夹杂气正在当量比为 1.0 时，τig与 p、T 的相合式为

由式(3)可知，乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期的压力依赖指数为-1.76，即当ϕ、T 一样时，跟着压力的升高，着火延迟期缩短，且正在 0.10～0.65 MPa 畛域内，压力的改变对着火延迟期的影响较大。Gauthier等拟合取得 1.5～6.0 MPa 畛域内汽油/气氛夹杂气着火延迟期的压力依赖指数为-1.05，由此可睹，乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期正在低压时对压力的依赖性较高。廖钦指出，正在激波管试验中，升高焚烧初始压力，相当于抬高了氧化剂浓度。日常而言，当其他要求一样，着火延迟期跟着氧化剂浓度的升高而缩短。因此，跟着压力的升高，乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期缩短。

(1)正在温度畛域为 1 100～1 750 K、压力为 0.28和 0.56 MPa 的高温、低压要求下，乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期的对数 lnτig和着火温度的倒数 1/T均知足线性相合，且跟着当量比的增补，夹杂气着火延迟期伸长。

(2) 当量比为 1.0、着火温度为 1 340 K 和1 400 K 时，乙醇汽油/气氛夹杂气着火延迟期正在压力为 0.11～0.63 MPa 时跟着压力的升高而缩短，且着火延迟期正在低压畛域内对压力的依赖性较高。

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