Experimental and Kinetic Modeling Study of Cyclohexane and Its Mono-alkylated Derivatives Combustion

این پایان‌نامه شیمی احتراق سیکلوهگزان، متیل سیکلوهگزان و اتیل سیکلوهگزان را بر اساس آزمایش‌های طیف‌سنجی جرمی فوتیونیزاسیون تابش سنکروترون پیشرفته، محاسبات شیمی کوانتومی و مدل‌سازی جنبشی گسترده بررسی می‌کند. این مکانیسم تجزیه اولیه و توزیع واسطه‌ها را بررسی می‌کند، یک مکانیسم جدید تشکیل آروماتیک را پیشنهاد می‌کند، و یک مدل جنبشی دقیق برای پیش‌بینی خواص احتراق سه سیکلوآلکان در طیف وسیعی از شرایط ایجاد می‌کند. بر این اساس، این پایان‌نامه مبنایی ضروری برای مطالعه سیکلوآلکان‌های بسیار پیچیده‌تر در سوخت‌های حمل‌ونقل فراهم می‌کند و کاربردهایی در طراحی موتور و سوخت، و همچنین کنترل انتشار دارد.

This thesis investigates the combustion chemistry of cyclohexane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane on the basis of state-of-the-art synchrotron radiation photoionization mass spectrometry experiments, quantum chemistry calculations, and extensive kinetic modeling. It explores the initial decomposition mechanism and distribution of the intermediates, proposes a novel formation mechanism of aromatics, and develops a detailed kinetic model to predict the three cycloalkanes’ combustion properties under a wide range of conditions. Accordingly, the thesis provides an essential basis for studying much more complex cycloalkanes in transport fuels and has applications in engine and fuel design, as well as emission control.