Abstract 1-butene is an important intermediate in combustion of various hydrocarbon fuels and oxygenated biofuels (e.g., butanol). Understanding its oxidation chemistry can help improve ignition and combustion process in advanced engines and provide better emission control. This work addresses a discrepancy between experiments and simulations in 1-butene oxidation at low temperatures, wherein simulations with AramcoMech 3.0 model show greater fuel reactivity than experiments. To further explore 1-butene low temperature reaction pathways from 550 to 910 K, experiments were conducted in three jet-stirred reactors: two coupled to time-of-flight molecular beam mass spectrometers with synchrotron vacuum ultraviolet radiation as the photoionization source, and one coupled to gas chromatography mass spectrometer. Isomeric structure identification, comprehensive species datasets, and reactor cross examinations are provided by the combination of three experiments. The identified isomer-resolved species provide evidence of various 1-butene low temperature reaction pathways. For example, the identification of propanal confirms the Waddington reaction pathway. The kinetic model over-predicts fuel reactivity in the low temperature regime (550–700 K). Updating the rate coefficients of key reactions in the Waddington pathways, e.g., forward and reverse isomerization of hydroxyl-butyl-peroxide to butoxyl-peroxide and Waddington decomposition of butoxyl-peroxide reduces the discrepancies. The role of rate constant updates in each step of the Waddington pathway is evaluated and discussed to provide directions for future model development.

中文翻译：

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探索喷射搅拌反应器中 1-丁烯的低温氧化

摘要 1-丁烯是燃烧各种烃类燃料和含氧生物燃料（如丁醇）的重要中间体。了解其氧化化学有助于改进先进发动机的点火和燃烧过程，并提供更好的排放控制。这项工作解决了低温下 1-丁烯氧化实验与模拟之间的差异，其中使用 AramcoMech 3.0 模型的模拟显示出比实验更高的燃料反应性。为了进一步探索从 550 到 910 K 的 1-丁烯低​​温反应途径，在三个喷射搅拌反应器中进行了实验：两个耦合到飞行时间分子束质谱仪，以同步加速器真空紫外辐射作为光电离源，一个与气相色谱质谱仪联用。异构结构鉴定，通过三个实验的组合提供全面的物种数据集和反应器交叉检查。确定的异构体解析物种提供了各种 1-丁烯低​​温反应途径的证据。例如，丙醛的鉴定证实了 Waddington 反应途径。动力学模型高估了低温状态（550-700 K）下的燃料反应性。更新 Waddington 途径中关键反应的速率系数，例如，羟基-丁基-过氧化物正向和反向异构化为丁氧基-过氧化物和丁氧基-过氧化物的 Waddington 分解减少了差异。评估和讨论速率常数更新在 Waddington 路径每一步中的作用，为未来的模型开发提供方向。和反应器交叉检查由三个实验的组合提供。确定的异构体解析物种提供了各种 1-丁烯低​​温反应途径的证据。例如，丙醛的鉴定证实了 Waddington 反应途径。动力学模型高估了低温状态（550-700 K）下的燃料反应性。更新 Waddington 途径中关键反应的速率系数，例如，羟基-丁基-过氧化物正向和反向异构化为丁氧基-过氧化物和丁氧基-过氧化物的 Waddington 分解减少了差异。评估和讨论速率常数更新在 Waddington 路径每一步中的作用，为未来的模型开发提供方向。和反应器交叉检查由三个实验的组合提供。确定的异构体解析物种提供了各种 1-丁烯低​​温反应途径的证据。例如，丙醛的鉴定证实了 Waddington 反应途径。动力学模型高估了低温状态（550-700 K）下的燃料反应性。更新 Waddington 途径中关键反应的速率系数，例如，羟基-丁基-过氧化物正向和反向异构化为丁氧基-过氧化物和丁氧基-过氧化物的 Waddington 分解减少了差异。评估和讨论速率常数更新在 Waddington 路径每一步中的作用，为未来的模型开发提供方向。确定的异构体解析物种提供了各种 1-丁烯低​​温反应途径的证据。例如，丙醛的鉴定证实了 Waddington 反应途径。动力学模型高估了低温状态（550-700 K）下的燃料反应性。更新 Waddington 途径中关键反应的速率系数，例如，羟基-丁基-过氧化物正向和反向异构化为丁氧基-过氧化物和丁氧基-过氧化物的 Waddington 分解减少了差异。评估和讨论速率常数更新在 Waddington 路径每一步中的作用，为未来的模型开发提供方向。确定的异构体解析物种提供了各种 1-丁烯低​​温反应途径的证据。例如，丙醛的鉴定证实了 Waddington 反应途径。动力学模型高估了低温状态（550-700 K）下的燃料反应性。更新 Waddington 途径中关键反应的速率系数，例如，羟基-丁基-过氧化物正向和反向异构化为丁氧基-过氧化物和丁氧基-过氧化物的 Waddington 分解减少了差异。评估和讨论速率常数更新在 Waddington 路径每一步中的作用，为未来的模型开发提供方向。动力学模型高估了低温状态（550-700 K）下的燃料反应性。更新 Waddington 途径中关键反应的速率系数，例如，羟基-丁基-过氧化物正向和反向异构化为丁氧基-过氧化物和丁氧基-过氧化物的 Waddington 分解减少了差异。评估和讨论速率常数更新在 Waddington 路径每一步中的作用，为未来的模型开发提供方向。动力学模型高估了低温状态（550-700 K）下的燃料反应性。更新 Waddington 途径中关键反应的速率系数，例如，羟基-丁基-过氧化物正向和反向异构化为丁氧基-过氧化物和丁氧基-过氧化物的 Waddington 分解减少了差异。评估和讨论速率常数更新在 Waddington 路径每一步中的作用，为未来的模型开发提供方向。