Ethanol is considered one of the most attractive renewable energy sources in the modern days. A chemical mechanism on ethanol is generated in this work to predict the performance of this fuel in engine-relevant operating conditions. To build this mechanism, a reaction mechanism generator (RMG) is utilized. The generated mechanism is compared against experimental results to find its accuracy. Important reactions responsible for the results are selected through sensitivity and path flux analysis. The rate parameter of important reactions is further adjusted from available literature data. The final mechanism is named PCRL-Mech1 and consists of 67 species and 1016 reactions. This mechanism shows an excellent agreement with experimental results of laminar burning speed and ignition delay time (using a shock tube and rapid compression machine). The mechanism is validated at temperatures, pressures, and equivalence ratios of 300–600 K, 1–10 atm, and 0.6–1.4 for laminar burning speed, respectively. For ignition delay time verification, temperatures of 820–1450 K, pressures of 3.3–80 atm, and equivalence ratios of 0.3–2 are considered. The newly developed mechanism is also validated for species concentration through a flow reactor, a jet stirred reactor, and a partially premixed counter flow flame. Finally, the PCRL-Mech1 mechanism is compared with six-top mechanisms available in literature. A normalized ratio of accuracy and computational time for other mechanisms with respect to PCRL-Mech1 is generated. It is found that PCRL-Mech1 has better combination of accuracy and time throughout all the varied operating conditions.

中文翻译：

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发动机相关条件下乙醇的详细动力学新机理

乙醇被认为是当今最有吸引力的可再生能源之一。在这项工作中产生了乙醇的化学机理，以预测这种燃料在与发动机相关的工况下的性能。为了建立这种机制，利用了反应机制生成器（RMG）。将生成的机制与实验结果进行比较，以找到其准确性。通过灵敏度和路径通量分析选择负责结果的重要反应。重要反应的速率参数可从现有文献数据中进一步调整。最终的机制称为PCRL-Mech1，由67种和1016个反应组成。该机制与层流燃烧速度和点火延迟时间（使用冲击管和快速压缩机）的实验结果显示出极好的一致性。层流燃烧速度分别在300–600 K，1–10 atm和0.6–1.4的温度，压力和当量比下进行了验证。对于点火延迟时间验证，考虑温度为820–1450 K，压力为3.3–80 atm，当量比为0.3–2。新开发的机制还通过流动反应器，喷射搅拌反应器和部分预混合的逆流火焰进行了浓度验证。最后，将PCRL-Mech1机制与文献中的六大机制进行了比较。生成其他机制相对于PCRL-Mech1的标准化精度和计算时间。发现在所有变化的操作条件下，PCRL-Mech1具有更好的精度和时间组合。层流燃烧速度的当量比分别为300–600 K，1–10 atm和0.6–1.4。对于点火延迟时间验证，考虑温度为820–1450 K，压力为3.3–80 atm，当量比为0.3–2。新开发的机制还通过流动反应器，射流搅拌反应器和部分预混合的逆流火焰进行了物种浓缩的验证。最后，将PCRL-Mech1机制与文献中的六大机制进行了比较。生成其他机制相对于PCRL-Mech1的标准化精度和计算时间。发现在所有变化的操作条件下，PCRL-Mech1具有更好的精度和时间组合。层流燃烧速度的当量比分别为300–600 K，1–10 atm和0.6–1.4。对于点火延迟时间验证，考虑温度为820–1450 K，压力为3.3–80 atm，当量比为0.3–2。新开发的机制还通过流动反应器，射流搅拌反应器和部分预混合的逆流火焰进行了物种浓缩的验证。最后，将PCRL-Mech1机制与文献中的六大机制进行了比较。生成其他机制相对于PCRL-Mech1的标准化精度和计算时间。发现在所有变化的操作条件下，PCRL-Mech1具有更好的精度和时间组合。考虑温度为820-1450 K，压力为3.3-80 atm，当量比为0.3-2。新开发的机制还通过流动反应器，射流搅拌反应器和部分预混合的逆流火焰进行了物种浓缩的验证。最后，将PCRL-Mech1机制与文献中的六大机制进行了比较。生成其他机制相对于PCRL-Mech1的标准化精度和计算时间。发现在所有变化的操作条件下，PCRL-Mech1具有更好的精度和时间组合。考虑温度为820-1450 K，压力为3.3-80 atm，当量比为0.3-2。新开发的机制还通过流动反应器，射流搅拌反应器和部分预混合的逆流火焰进行了物种浓缩的验证。最后，将PCRL-Mech1机制与文献中的六大机制进行了比较。生成其他机制相对于PCRL-Mech1的标准化精度和计算时间。发现在所有变化的操作条件下，PCRL-Mech1具有更好的精度和时间组合。最后，将PCRL-Mech1机制与文献中的六大机制进行了比较。生成其他机制相对于PCRL-Mech1的标准化精度和计算时间。发现在所有变化的操作条件下，PCRL-Mech1具有更好的精度和时间组合。最后，将PCRL-Mech1机制与文献中的六大机制进行了比较。生成其他机制相对于PCRL-Mech1的标准化精度和计算时间。发现在所有变化的操作条件下，PCRL-Mech1具有更好的精度和时间组合。