燃料自燃及火焰穩(wěn)定性機(jī)理的研究.pdf

1、燃料自燃及其火焰的穩(wěn)定機(jī)理研究是完善霧化特性和改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒方式的重要基礎(chǔ)研究。本文基于可控活化熱氛圍燃燒器，對(duì)各種燃料自燃及火焰穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算模擬研究，并以臨界溫度這一概念為主線，對(duì)自燃及火焰穩(wěn)定機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　 對(duì)可控活化熱氛圍燃燒器熱氛圍場(chǎng)的特性進(jìn)行了模擬計(jì)算研究。通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明了計(jì)算模型的正確性及可用性。計(jì)算了可控活化熱氛圍燃燒器的溫度場(chǎng)及速度場(chǎng)，驗(yàn)證了可控活化熱氛圍燃燒器的穩(wěn)定性及適用性。計(jì)算

2、了通入不同比例氫氣后熱氛圍中組分隨溫度的變化關(guān)系，為燃料自燃及燃燒的仿真計(jì)算奠定基礎(chǔ)。
　　 對(duì)氣體燃料及液體燃料的燃燒穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬計(jì)算及分析，重新定義了判定低溫火焰穩(wěn)定自燃及其火焰穩(wěn)定性的臨界溫度，并從理論上驗(yàn)證了火焰穩(wěn)定燃燒的臨界溫度，分析了燃料在熱氛圍中穩(wěn)定的產(chǎn)生自燃及起升火焰穩(wěn)定性機(jī)理。分析了不同中央射流速度條件下混合氣自燃特性。結(jié)合排放特性分析了不同參數(shù)，如平均噴油壓力、噴孔直徑、協(xié)流速度、環(huán)境壓力等對(duì)燃料自燃及穩(wěn)

3、定性的影響，并進(jìn)一步分析了實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料穩(wěn)定的自燃機(jī)理，證明了臨界溫度同樣適用于發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料自燃及穩(wěn)定機(jī)理的分析。
　　 用正庚烷代替柴油，應(yīng)用條件矩封閉(CMC)燃燒模型與STAR-CD耦合，反應(yīng)機(jī)理采用含NO的Hewson32步簡(jiǎn)化機(jī)理，計(jì)算液體燃料在常壓、高壓及柴油機(jī)缸內(nèi)在不同噴霧條件下的自燃穩(wěn)定機(jī)理及排放特性。分析了柴油自燃及火焰的穩(wěn)定機(jī)理，并圍繞組分，溫度，及混合分?jǐn)?shù)從微觀組分的角度證明了此機(jī)理的有效性。該方法對(duì)燃燒

4、特性的模擬更加貼近實(shí)驗(yàn)，但排放特性上較前面STAR-CD計(jì)算所用的專用排放模型計(jì)算結(jié)果略有差異。對(duì)CMC方法應(yīng)用于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的模擬計(jì)算進(jìn)行了初步嘗試。
　　 研究證實(shí)了以臨界溫度角度出發(fā)研究燃料穩(wěn)定機(jī)理的適用性。無論是氣體燃料或液體燃料、常壓或高壓、穩(wěn)定區(qū)域或發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)空間、傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)或準(zhǔn)HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)，都可以找到一個(gè)類似的臨界溫度，高于此溫度，燃料可以穩(wěn)定的發(fā)生自燃且形成穩(wěn)定的起升火焰，反之不然。因此，盡量保證燃燒環(huán)