本文基于燃料绝热定容燃烧过程可用能损失机理,提出了燃料重整的思路。为探索燃料重整条件,分析重整燃料分子组分分布,设计搭建了一个主动式高温流动反应实验系统。通过外源气体流量的调节,该系统可以实现任意氧浓度的实验需求;通过载气流速的调节配合分段式采样设计,可以实现反应时间的灵活调节;通过温度控制模块可以实现各反应段的智能温度控制。该实验系统还创新性的使用了压力自适应的压差供油,喷油嘴使用单个微孔的喷嘴,实现连续供油。为验证实验结果的,以及分析燃料重整后小分子的特性,本文还基于燃料详细化学动力学对重整过程以及重整燃料的特性进行了模拟计算。以正庚烷为基础探索了燃料有氧重整的条件以及重整小分子分布。氧浓度、重整时间和重整温度是影响正庚烷有氧重整效果的主要因素,在相同的重整温度和重整时间下,氧浓度越高,正庚烷的重整率越高。有氧重整反应初始阶段,主要是正庚烷大分子转化为C₀^C₃的过程,其中C₂H₄、CH₄和H₂是其主要有氧重整产物。重整一段时间后,氧气会将部分重整产物氧化,造成C₂H₄等主要小分子浓度降低,且氧浓度越大,小分子损耗量越大。为实现较高的正庚烷重整率以及较高的C₀^C₃产量,正庚烷有氧重整温度应高于1000 K,氧浓度应低于5%,重整时间应低于50 ms。研究发现,氧气参与重整会造成燃料可用能的损耗。以正庚烷、正丁醇和汽油替代物为基础探讨了燃料无氧重整条件。重整温度高于1050 K,重整时间大于100 ms时,正庚烷和正丁醇的燃料重整率大于90%。燃料高温无氧重整过程按照温度可分为三个过程:燃料的缓慢重整过程,C₀^C₃大量生成过程和C₂H₄向C₂H₂转化过程。重整温度在1050 K¹200 K,重整时间在200 ms内,燃料无氧重整有很好的效果。在1100 K下重整100 ms,正庚烷、正丁醇无氧重整后的燃料分子中C₀^C₃成分体积比高于90%。汽油替代物重整后的燃料分子中C0^C3体积比高于70%。实验研究了实际汽油无氧重整后主要小分子组分分布。在1100 K,100 ms重整条件下,将实际汽油重整后小分子分布与汽油替代物进行了对比。实际汽油重整后CH₄浓度明显高于汽油替代物,而H2浓度明显低于汽油替代物。实际燃料重整后C₀^C₃体积比达到74.65%。验证了实际燃料高温无氧的可行性。以正庚烷和汽油替代物为基础,研究了高温无氧燃料重整对燃料分子的化学可用能分布、滞燃期以及燃烧过程可用能损失的影响。高温无氧重整,可以提高燃料化学可用能,延长滞燃期,降低燃烧过程可用能损失。