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Dilution, Thermal, and Chemical Effects of Carbon Dioxide on the Exergy Destruction in <i>n</i>-Heptane and Iso-octane Autoignition Processes: A Numerical Study
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2018
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SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
5559-5570(12쪽)
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<P>A numerical analysis based on the second-law thermodynamics was conducted for the <I>n</I>-heptane and iso-octane autoignition processes in an adiabatic constant-volume system with CO<SUB>2</SUB> addition. Detailed chemical mechanisms of <I>n</I>-heptane and iso-octane were used in the autoignition processes simulation at the initial temperatures located in the low-temperature region and the high-temperature region. The dilution, thermal, and chemical effects of the CO<SUB>2</SUB> addition were numerically isolated to evaluate each individual effect on the exergy destruction in different reaction stages of the autoignition processes, namely, the fuel-series reaction stage, the fuel-fragment reaction stage, the H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> loop reaction stage, and the H<SUB>2</SUB>-O<SUB>2</SUB> reaction stage. It was observed that the exergy loss in the fuel-series reaction stage of iso-octane autoignition was lower than that of <I>n</I>-heptane, but the individual effect of CO<SUB>2</SUB> played the same role in the exergy destruction for both fuels. The dilution effect of CO<SUB>2</SUB> reduced the exergy loss in the H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> loop reaction stage, and the reduction magnitude increased with the increased initial temperature or CO<SUB>2</SUB> concentration. The thermal effect of CO<SUB>2</SUB> slightly increased the exergy loss at both initial temperatures due to the increase in the overall heat capacity and the decrease in the bulk temperature. The chemical effect of CO<SUB>2</SUB> reduced the exergy loss in the H<SUB>2</SUB>-O<SUB>2</SUB> reaction stage at both initial temperatures. The exergy loss due to the incomplete combustion became apparent at the high initial temperature condition and was increased by the dilution and chemical effects of CO<SUB>2</SUB> while decreased by the thermal effect of CO<SUB>2</SUB>.</P>
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