宽压力范围掺混丁醇的汽油替代燃料燃烧机理及组分间相互作用机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51576100
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0604.燃烧学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

With tightened energy and increasing environmental pollution, bio-derived fuels have attracted increasing interests. Butanol is one of new-generation biofuels which has the broad application prospect. The toluene reference fuel (iso-octane, n-heptane and toluene, TRF) is adopted as gasoline model surrogate, which was mixtured with n-butanol to form blended mixtures. The opposed-flow diffusion flame at 1 atm and high-pressure flame combustion apparatus (1-10 atm) are used for the basic experiments of TRF/n-butanol fuel mixtures combustion, and can obtain combustion major species and intermediates concentrations, and flame speeds at wide range of pressures. The combustion mechanism of TRF/butanol mixtures is developed at wide range of pressures, which is validated and improved using the experimental data. With the improved combustion mechanism, the chemical kinetic simulations are used to identify the chemical effects for each component, and interactions between the components are understood deeply. The trends of the regulated and non-regulate pollutants are revealed. This study can provide important theoretical support and practical guidance for the use of this kind of fuels, and also can promote the basic combustion research level at wide range of pressures to increase.
随着能源紧缺和环境污染日益严重,生物燃料得到了越来越多的关注,其中丁醇是具有广泛应用前景的新一代生物燃料。本项目采用异辛烷、正庚烷、甲苯组成的三组分替代燃料(Toluene Reference Fuel, TRF)作为汽油模型替代燃料,使其与正丁醇混合形成TRF/正丁醇混合燃料,利用常压对冲扩散火焰和高压火焰燃烧装置(1-10 atm)对该混合燃料进行宽压力基础燃烧实验研究,分别获得燃烧主要和中间产物的浓度分布及宽压力下的火焰传播速度。在宽压力范围内建立TRF/正丁醇汽油替代燃料燃烧反应机理,并利用已得到的实验数据对所建立的反应机理进行验证和改进。利用改进后的机理,通过化学反应动力学模拟对混合燃料各组分的实际化学作用进行辨识,深入理解组分间相互作用机制,揭示常规和非常规污染物生成规律。本研究为此类混合燃料在实际中使用提供重要的理论支撑和实际指导,促进我国宽压力下基础燃烧研究水平的提升。

结项摘要

随着能源紧缺和环境污染日益严重,生物燃料得到了越来越多的关注,其中丁醇是具有广泛应用前景的新一代生物燃料。本项目采用异辛烷、正庚烷、甲苯组成的三组分替代燃料作为汽油模型替代燃料,使其与正丁醇混合形成混合燃料,利用常压对冲扩散火焰和高压流动管反应器对该混合燃料开展了宽压力基础燃烧/裂解的实验研究,分别获得了重要的燃烧主要和中间产物的浓度分布数据以及宽压力工况条件下燃料裂解的主要产物和中间产物浓度数据。利用Ranzi等人完整燃烧反应机理,在宽压力范围开展了详细的化学反应动力学模拟,并利用已得到的宽压力中间物种浓度实验数据对该化学反应动力学模拟结果进行详细的验证、分析和讨论。此外,还通过化学反应动力学模拟对混合燃料各组分的实际化学作用进行了辨识,深入理解了组分间相互作用机制,揭示了常规和非常规污染物生成规律。本研究为此类混合燃料在实际中使用提供了重要的理论支撑和实际指导,能够促进我国宽压力下基础燃烧研究水平的提升。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Direct simultaneous reconstruction for temperature and concentration profiles of soot and metal-oxide nanoparticles in nanofluid fuel flames by a CCD camera
通过 CCD 相机直接同步重建纳米流体燃料火焰中烟灰和金属氧化物纳米粒子的温度和浓度分布
  • DOI:
    10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.03.064
  • 发表时间:
    2018-09-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Liu, Guannan;Liu, Dong
  • 通讯作者:
    Liu, Dong
Effects of water addition on soot properties in ethylene inverse diffusion flames
加水对乙烯反扩散火焰烟灰性质的影响
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2019.03.034
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Ying Yaoyao;Liu Dong
  • 通讯作者:
    Liu Dong
Dimethyl Carbonate as a Promising Oxygenated Fuel for Combustion: A Review
碳酸二甲酯作为一种有前景的氧化燃料:综述
  • DOI:
    10.3390/en11061552
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
    ENERGIES
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Abdalla, Ayoub O. G.;Liu, Dong
  • 通讯作者:
    Liu, Dong
Nanostructure and reactivity of carbon particles from co-pyrolysis of biodiesel surrogate methyl octanoate blended with n-butanol
生物柴油替代品辛酸甲酯与正丁醇共热解碳颗粒的纳米结构和反应性
  • DOI:
    10.1080/1536383x.2018.1436052
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Fullerenes, Nanotubes, and Carbon Nanostructures
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Dong;Wang Wei;Ying Yaoyao;Luo Minye
  • 通讯作者:
    Luo Minye
Effects of hydrogen additions on premixed rich flames of four butanol isomers
加氢对四种丁醇异构体预混富焰的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ijhydene.2016.06.175
  • 发表时间:
    2017-02-09
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Pan, Wei;Liu, Dong
  • 通讯作者:
    Liu, Dong

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刘冬的其他基金

典型碳氢燃料火焰与壁面相互作用过程中碳烟生成演化机理及调控特性
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
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生物柴油替代物C7酯类与长碳链生物醇类混合燃烧相互作用机理及污染物控制
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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