天然气作为一种清洁燃料,能有效降低污染物排放,在替代能源中受到了广泛重视。针对柴油引燃天然气的双燃料发动机,为更加深入地探讨混合燃料的燃烧过程及燃料之间相互影响的化学作用,同时为发动机工作过程的CFD模拟计算提供一定的便利,本文以甲烷作为天然气的替代物,正庚烷作为柴油的替代物,对其混合物进行了燃烧反应化学动力学详细机理研究及机理简化工作。利用射流搅拌反应器试验装置和CHEMKIN软件,基于正庚烷NUI化学动力学详细机理对甲烷-正庚烷混合物的氧化过程进行了研究,结果表明随着正庚烷含量的增加,混合物中甲烷发生氧化反应的初始温度逐渐降低,并且发现该温度与正庚烷含量间呈现出显著的非线性关系。不同于甲烷的氧化反应,在试验及模拟研究范围内,正庚烷在各温度下均能发生氧化。结合混合物氧化过程的化学动力学分析发现,正庚烷的添加可以显著促进自由基池的提前形成,正庚烷通过自由基与甲烷发生相互作用,但一旦自由基池稳固形成,这一促进作用将不再明显。反应路径分析显示,高温下当正庚烷含量增加时,CH₄与OH的脱氢反应以及CH₃与HO₂的氧化反应均得到了一定程度促进;低温下当正庚烷含量增加时,由于甲烷反应消耗自由基池中主要自由基,导致正庚烷与OH脱氢反应的比重均有一定的减小。敏感性分析显示,正庚烷的化学反应能生成大量的自由基,进而促进甲烷的氧化过程;甲烷的化学反应会消耗部分的自由基,进而抑制正庚烷的氧化过程。通过基于误差传递的直接关系图法对混合物NUI详细机理开展了简化工作,将构建的子机理合并得到一个包含212种组分、995个基元反应的简化机理。然后根据混合物化学动力学分析结果,利用反应路径分析法和敏感性分析法对机理进一步简化,最终得到一个包含185种组分、768个基元反应的简化机理。根据机理模拟结果和试验数据对比分析发现,简化机理可以较好地预测不同正庚烷含量下混合物氧化过程中主要物质摩尔分数、着火延迟时间以及层流燃烧速度的变化趋势,表明简化机理合理可靠。