丁醇—柴油混合燃料发动机着火燃烧的三维数值研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huwei00
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着能源危机和环境问题的日益突出,发展内燃机清洁代用燃料以及开发高效低排放发动机已成为内燃机研究的热点之一。国内外对发动机中掺烧丁醇的大量试验研究表明,丁醇在发动机上有较大的应用潜力。相对于试验研究,缸内燃烧过程数值模拟具有成本低、高效灵活、信息量大以及便于多方案比较等优点。本文基于缸内燃烧过程三维模拟的KIVA程序建立了丁醇-柴油缸内着火燃烧的三维数值模型,以实现应用数值模拟的方法研究丁醇-柴油发动机缸内燃烧过程。本文首先应用KIVA-Ⅱ程序建立了柴油机数值模型,采用Shell自燃着火模型以及特征时间燃烧(CTC)模型计算缸内柴油燃料的着火燃烧,通过计算的缸压与试验值对比验证了该模型的正确性。在此基础上,把丁醇-柴油燃料假定为折合的单一分子燃料,采用物性混合法则计算丁醇-柴油燃料的物性数据。基于这一假定,研究了Shell/CTC模型对缸内丁醇-柴油着火燃烧的预测能力。模拟结果表明:在不改变Shell/CTC模型中反应速率动力学参数的情况下,难以实现对缸内丁醇-柴油着火燃烧的准确预测。为实现缸内丁醇-柴油着火燃烧的准确模拟,采用KIVA程序耦合化学动力学的方法求解缸内混合燃料的着火燃烧。柴油燃烧反应采用了正庚烷氧化简化机理替代。对于两种燃料蒸发过程的计算,则采用离散多组分(DMC)蒸发模型,因此,可以实现丁醇、柴油燃料独立蒸发、燃烧反应的模拟。为了减少计算时间,基于正丁醇氧化详细机理,利用Chemkin中的Senkin应用程序分析了正丁醇在零维定容绝热闭口系统中氧化的主要反应路径,在此基础上建立了一个包含94种组分,214个基元反应的正丁醇氧化简化机理。利用建立的正丁醇简化机理计算重要组分浓度变化历程,以及初始压力为70bar,初始温度为750-1300K,当量比为0.5-3.0范围内的着火延迟时间。结果表明,所建立的正丁醇简化机理与详细机理的计算结果相当一致,具备较好的预测能力,同时大幅度降低计算时间,具有工程计算的可行性。最后,建立了正丁醇与正庚烷的简化反应机理,并应用到KIVA程序中模拟缸内丁醇-柴油的着火燃烧。结果表明,简化反应机理预测的丁醇-柴油着火滞燃期与试验值吻合较好,说明所建模型能够较准确地模拟缸内丁醇-柴油的着火燃烧,可以进一步应用于丁醇-柴油发动机燃烧过程的数值研究。
其他文献
随着网络时代的到来,大数据分析已经被广泛地应用在各个领域,而新闻报道的深化离不开大数据的分析应用。但是新闻工作者在报道新闻的过程中也不能过分依赖数据分析,仍应当独
本文通过对荣华二采区10
期刊
码垛机器人作为物流行业重要的搬运工具,正在被广泛的应用到不同领域的工业现场。码垛机器人向开放式货车车厢直接进行码垛装车作业可以大大简化运输流程,从而提高运输效率,
大载荷齿轮箱升降单元是海工自升式升降平台起升系统的关键功能模块,其工作状态监测分析对平台安全性、可靠性的保障具有重要的意义。本文的研究工作主要依托于广东精铟机械
本文通过对荣华二采区10
期刊
在城市道路设计中,以人为本的设计理念能给市民带来良好的道路使用体验和充足的幸福感.本文介绍了人性化设计理念对城市道路设计的重要性,并对人性化设计理念在做一些实践中
温差发电材料是一类能够利用环境温度差获得电能的功能材料。将温差发电材料与纺织材料结合在一起,制成温差发电复合纺织材料,可以利用人体与周围环境间的温度差,实现电能的
电磁能量和信息近场耦合系统以交变磁场为传输媒介,实现能量由发送端至接收端的无线供给和信息同步交互,传输过程安全、可靠,灵活度高。根据工作方式,可分为电磁感应耦合和电磁共
车辆线控转向系统SBW(Steering-by-Wire System)作为转向系统革命性的产物已经受到国内外各个研究机构、著名汽车生产厂商的重视。由于其采用电信号传递转向命令,电动机驱动转向
本文通过对荣华二采区10
期刊