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| 編輯推薦： |
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清华大学优秀博士学位论文丛书（以下简称优博丛书）精选自2014年以来入选的清华大学校级优秀博士学位论文（Top 5%）。每篇论文经作者进一步修改、充实并增加导师序言后，以专著形式呈现在读者面前。优博丛书选题范围涉及自然科学和人文社会科学各主要领域，覆盖清华大学开设的全部一级学科，代表了清华大学各学科*秀的博士学位论文的水平，反映了相关领域*的科研进展，具有较强的前沿性、系统性和可读性，是广大博硕士研究生开题及撰写学位论文的必备参考，也是科研人员快速和系统了解某一细分领域发展概况、*进展以及创新思路的有效途径。
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| 內容簡介： |
本书探讨了单火焰条件下单一组分碳氢燃料和航空煤油、柴油的层流火焰传播速度、熄灭极限和传播规律，利用已有的化学机理进行数值模拟并对这一机理进行了改进。
本书适合能源、动力机械和工程热物理等专业人员阅读。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1研究背景
1.2高碳碳氢燃料的燃烧特性的实验研究方法
1.2.1对冲火焰法
1.2.2定容弹法
1.2.3化学激波管法
1.3单一组分高碳碳氢燃料的层流火焰传播速度和熄灭极限
1.3.1单一组分高碳碳氢燃料的层流火焰传播速度
1.3.2单一组分高碳碳氢燃料的熄灭极限
1.4实际燃料的层流火焰传播速度和熄灭极限
1.5高碳碳氢燃料的裂解研究
1.6高碳碳氢燃料的其他燃烧性质的研究
1.7高碳碳氢燃料的化学机理研究
1.8论文的主要研究内容及拟解决的科学问题
1.8.1论文的主要研究目标和拟解决的科学问题
1.8.2论文的研究方法和内容编排
第2章实验方法和数值模拟方法
2.1概述
2.2对冲火焰实验系统介绍
2.3实验过程
2.3.1层流火焰传播速度
2.3.2熄灭极限
2.4实验误差分析
2.5实验工况
2.5.1高碳碳氢燃料的火焰传播和熄灭特性的实验工况
2.5.2实际燃料的火焰传播和熄灭特性的实验工况
2.6对冲火焰准一维特性验证
2.7计算方法
2.7.1层流火焰传播速度的计算方法
2.7.2层流火焰传播速度非线性拟合曲线和熄灭极限的
计算方法
2.8化学机理
2.9分析方法
2.9.1敏感性分析
2.9.2路径分析
2.10Mixtureaveraged准则和Multicomponent准则
2.11本章小结
第3章高碳碳氢燃料预混层流火焰的传播特性
3.1概述
3.2单一组分高碳液体燃料的层流火焰传播速度
3.2.1不同模型非线性外推结果的比较
3.2.2初始温度对层流火焰传播速度的影响
3.2.3碳数对层流火焰传播速度的影响
3.2.4结构对层流火焰传播速度的影响
3.3实际燃料的层流火焰传播速度
3.3.1航空煤油燃料的层流火焰传播速度
3.3.2柴油燃料的层流火焰传播速度
3.4替代组分的层流火焰传播速度
3.5本章小结
第4章高碳碳氢燃料的预混火焰熄灭特性
4.1概述
4.2单一组分高碳碳氢燃料预混火焰熄灭极限
4.2.1碳数对预混火焰熄灭极限的影响
4.2.2模型分析
4.3实际燃料的预混火焰熄灭极限
4.3.1航空煤油燃料的预混火焰熄灭极限
4.3.2柴油燃料的预混火焰熄灭极限
4.4替代组分燃料的预混火焰熄灭极限
4.5本章小结
第5章高碳碳氢燃料的非预混火焰熄灭特性
5.1概述
5.2单一组分高碳碳氢燃料预混火焰熄灭极限
5.2.1碳数对非预混火焰熄灭极限的影响
5.2.2结构对非预混火焰熄灭极限的影响
5.3实际燃料的非预混火焰熄灭极限
5.3.1航空煤油燃料的非预混火焰熄灭极限
5.3.2柴油燃料的预混火焰熄灭极限
5.4替代组分燃料的非预混火焰熄灭极限
5.5本章小结
第6章结论
6.1本文主要结论
6.2本文主要创新点
6.3工作展望
参考文献在学习期间发表的学术论文致谢
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| 內容試閱：
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掌握航空燃料和柴油燃料的燃烧特性是先进发动机设计的重要基础。这些燃料的组分非常复杂,相较于汽油燃料，主要组分的碳数更高，平均含碳数在12以上，主要由高碳直链烷烃、支链烷烃、环烷烃和芳香烃组成。将相关重要组分作为替代燃料单独开展研究是认识这些复杂燃料的基础，随着研究的深入开展，人们对燃烧特性和化学机理的研究也逐渐从小分子燃料向大分子燃料延展。目前人们对小分子的碳氢燃料的燃烧特性和反应机理有比较深入的认识，但对含碳数高的碳氢燃料的认识却比较缺乏。基于此，李博同学的博士论文通过实验和数值模拟对这些C12（平均碳数大于12）以上高碳碳氢燃料的火焰传播特性和熄灭特性开展了较为深入的研究。起初搭建了对冲火焰实验系统，在实验系统中实现了高沸点的高碳碳氢燃料的稳定汽化。采用激光粒子速度仪（PIV）准确测定了正十六烷、异十六烷、正十四烷和十氢萘等四种单一组分高碳碳氢燃料和JP5、HRJ两种典型实际航空煤油以及F76、HRF两种典型柴油燃料的层流火焰传播速度以及预混火焰和非预混火焰的熄灭极限，考察了碳数、结构和组分对火焰传播与熄灭极限的影响规律。论文所获得的实验数据新颖详实、准确可靠。与此同时，李博同学利用CHEMKIN软件开展了相应的数值模拟研究，考察实验中不能测得的重要中间组分的生成和消耗规律，通过敏感性分析和路径分析对影响燃烧特性的化学反应和分子传输性质进行了详细的分析，揭示了实验获得的火焰传播和熄灭极限随碳数、结构和组分而变化的机理，比较了现有的三种机理的预测精度，解释了误差的产生原因，并根据实验数据和理论分析对现有的化学机理进行了改进，提高了模拟准确性。李博同学的研究成果丰富，得出了多条重要的结论，研究成果有助于人们深入认识高碳燃料的基本燃烧特性，同时也为使用相关燃料或者燃料组分的发动机设计提供了基础数据。李博论文的一些成果已发表于国际燃烧界重要杂志和国际燃烧会议，受到同行专家的首肯，并荣获清华大学优秀博士论文二等奖。我们很高兴清华大学出版社将李博同学的博士论文收录出版，相信这一工作有助于同行进一步了解相关研究进展，扩大交流，共同增进人们对复杂燃料基础燃烧特性的认识。
岳光溪张海〖〗清华大学能源与动力工程系〖〗2017年5月于北京
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