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液体燃料的利用与日常生活密切相关,传统燃烧形式通常存在污染物排放较高、燃烧效率相对较低等问题。汽油作为一种重要的液体燃料,如何提高汽油燃烧效率,有效控制污染物的排放,具有重要意义。多孔介质燃烧是一种新型高效的燃烧技术,具有可调节功率范围大、燃烧效率高、污染物排放低等众多优点。本文将多孔介质技术应用用于汽油的利用上,在一种自行设计的新型液体燃料多孔介质燃烧实验装置上,进行了汽油在多孔介质中的燃烧实验,并利用FLUENT软件对其燃烧特性进行数值模拟,具体包括以下研究内容:多孔介质中汽油燃烧特性的实验研究。利用甲烷气体预热多孔介质燃烧室,分析了特定工况下汽油着火稳定性,结果表明:甲烷能够迅速着火,并开始燃烧,随着燃烧时间增加,甲烷燃烧火焰逐渐向上游传播,预热温度和污染物排放逐渐趋于稳定;汽油雾化液滴能够在预热多孔介质内实现迅速着火,各点温度迅速升高,并逐渐趋向于稳定,CO、CH等污染物排放在汽油启动时迅速升高,随后逐渐降低,并逐渐到达稳定状态,形成稳定燃烧。通过改变改变当量比的大小,探讨了汽油在多孔介质中的燃烧温度分布及污染物排放。结果表明:在一定范围内,当增大汽油流量时,燃烧的效果更好;随着当量比增大,燃烧室温度升高,火焰稳定位置越靠近多孔介质上游。CO的排放浓度随当量比的增大而减小,如果接近理论当量比时,CO排放浓度升高较大,此外,CO的生成还和温度分布有关。多孔介质中的NOx排放浓度随着当量比增大逐渐增大。多孔介质中汽油燃烧的数值模拟。汽油在喷入多孔介质燃烧室以后能够迅速燃烧,燃烧室内的温度迅速升高,汽油燃烧的高温区明显向上游移动,燃烧很快达到最佳状态,并且增大汽油流量可以改善燃烧效果。随着当量比的增大,燃烧室温度明显升高,高温区的面积显著增大,燃烧火焰能够达到多孔介质上游底层,且温度分布更加均匀,并且汽油颗粒的速度场分布与温度分布联系紧密。CO2和H2O的分布主要随化学反应产生,其分布均与温度高低成正相关,随着燃烧火焰向上游移动并且高温区的面积增大,CO的排放降低,NO主要分布于温度较低区域而NO2产生于高温区。随着当量比的增大,反应区下游的汽油颗粒逐步减少,反应区上游的O2分布增多,说明燃烧是向着多孔介质上游区域进行的。实验结果与数值模拟结果的对比。利用辛烷代替汽油,代入Fluent进行数值模拟,并与实验数据进行对比。发现实验与数值模拟中燃烧区上游温度较高且分布均匀,最佳燃烧区燃烧效果良好,实验与相应数值模拟的温度分布基本符合。同样地,实验测得的CO和NOx数据与数值模拟燃烧器出口处的CO和NOx数据结果一致。