化石燃料在如今乃至未來很長一段時(shí)間內(nèi)仍將占據(jù)全球能源結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)地位，而對其過度依賴正在加劇氣候變化與空氣污染，能源危機(jī)迫在眉睫。乙醇燃料因其可再生、低排放等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于化石燃料摻混中，用于改善燃燒質(zhì)量和減少污染物排放。但目前摻混乙醇對汽油火焰特性及碳煙生成特性的影響機(jī)制尚不明確，因此本項(xiàng)目通過實(shí)驗(yàn)探究了不同壓力下不同乙醇摻混比例的乙醇-92汽油混合燃料的燃燒特性，同時(shí)通過數(shù)值模擬方法探究了乙醇對碳煙生成的作用機(jī)理。

(1)基于色比測溫原理的單反測溫法獲得不同摻混比和不同壓力下火焰場二維溫度分布，探索壓力和乙醇摻混比例對汽油火焰溫度場的影響。

(2)基于激光誘導(dǎo)白熾光技術(shù)(LII)及二維消光法(LOSA)獲得不同摻混比和不同壓力下火焰場二維碳煙濃度分布，探索壓力和乙醇摻混比例對汽油碳煙濃度分布的影響。

(3)開展含醇汽油碳煙生成燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究，通過OpenFoam數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果相互對比印證，探究乙醇對汽油火焰碳煙生成的耦合作用機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)，火焰高度主要受氧化劑濃度和碳質(zhì)量流量控制，乙醇摻混對火焰高度沒有顯著影響；乙醇摻混會降低火焰中心區(qū)域燃料碳?xì)浔取⑻嵘踉訚舛龋鰪?qiáng)氧化反應(yīng)強(qiáng)度，使火焰軸向溫度升高；碳煙呈翼型分布于火焰尖端區(qū)域，中軸線區(qū)域因空燃比低成為主要富集區(qū)。實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果表明，碳煙體積分?jǐn)?shù)大小總體表現(xiàn)出E10>E0>E20>E30。乙醇摻混對碳煙生成呈現(xiàn)雙重耦合效應(yīng)：一方面產(chǎn)生更多CH₃加速多環(huán)芳烴形成促進(jìn)碳煙生成，另一方面產(chǎn)生更多OH強(qiáng)化碳煙氧化消耗。低摻混比例（E10）以生成促進(jìn)作用為主導(dǎo)，高比例（E20/E30）則轉(zhuǎn)化為氧化消耗主導(dǎo)。