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纤维素生物航油及典型组分层流火焰传播速度研究的开题报告
一、研究背景和意义
航空业的发展日益壮大，但其消费大量的化石燃料引起了全球环境的担忧。同时，化石燃料的储量有限，价格高涨。因此，在此背景下，寻找新的生物能源以替代化石燃料已成为世界各国的共同目标。而纤维素生物航油因其清洁、可再生、低碳排放等特性成为替代化石燃料的大有前途。
然而，纤维素生物航油的安全问题一直是广大研究人员关注的问题。在飞机发生事故时，航油可能会泄漏，如果泄漏的纤维素生物航油不能被及时扑灭，就有可能引起火灾和爆炸。而类似于化石航油的燃烧性质使其在火灾现场极易引起二次爆炸，使得救援工作更为困难和危险。因此，纤维素生物航油的安全性评估及防范措施已引起学术界和工业界的广泛关注。
本文将重点研究纤维素生物航油及典型组分层流火焰传播速度，希望通过理论和实验方法来探索纤维素生物航油的燃烧性质，研究火焰传播规律及其机理，为纤维素生物航油的安全生产和防范提供科学依据。
二、研究内容和方法
本文主要研究纤维素生物航油及典型组分（如木质素、半纤维素、纤维素等）层流火焰传播速度的规律及其机理。
1.层流火焰传播速度的规律
文献表明，纤维素生物航油的燃烧性质与传统化石燃料类似，但其材料和空气混合比、燃烧产物和剩余物质的组成均有所不同。因此，本研究将探讨纤维素生物航油及典型组分层流火焰传播速度对以下因素的响应：
（1）气体混合比，即燃料与氧气的混合比；
（2）初始温度和压力，即燃料和氧气的初始状态条件；
（3）火焰发生点位置，即点火位置的位置取向；
（4）点火方法，即采取哪一种方式进行点火。
基于以上因素，我们将设计实验和数值模拟模拟不同条件下纤维素生物航油及典型组分层流火焰传播速度。其中，实验将采用Knudsen燃烧器、扩散燃烧器和管式燃烧器等设备进行。
2.层流火焰传播速度的机理
在层流火焰传播过程中，颗粒、液滴和燃气之间的化学反应和动力学响应是主要机理，其中，燃气化学反应是决定火焰发展的关键因素。而纤维素生物航油和典型组分的化学反应机理比化石燃料更为复杂。因此，本研究将通过化学动力学模拟和数值模拟等方法来探索其机理。
三、预期成果
本研究预期通过实验和数值模拟的方法研究纤维素生物航油及典型组分层流火焰传播速度的规律和机理。
1.研究纤维素生物航油和典型组分的层流火焰传播规律，得出火焰传播的速度方程和影响因素；
2.探索纤维素生物航油和典型组分燃烧的机理，得出化学反应机理和对应的动力学参数，为未来的燃烧优化提供理论指导；
3.提供纤维素生物航油的安全生产参考建议，为工业应用提供技术支持。
四、研究进度安排
1.2021年9月-11月：文献调研和资料收集，制定实验和模拟方案；
2.2021年12月-2022年1月：实验设备采购和调试，数值模拟建模和验证；
3.2022年2月-2022年5月：实验和数值模拟数据分析和处理；
4.2022年6月-2022年9月：撰写论文和总结成果，准备提交发表。