基于KIVA的不同溶氣柴油噴射燃燒數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著世界汽車保有量快速增長，以及社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，石油資源供不應求的形勢越來越嚴峻；同時，機動車尾氣污染物的排放對環(huán)境的污染程度R趨嚴重。實現(xiàn)發(fā)動機的高效節(jié)能和低排放控制，一直是世界能源與環(huán)境保護的一個重大課題，具有重要的理論與現(xiàn)實意義。 在一系列研究中，基于溶氣燃油噴射霧化的技術具有很大的優(yōu)越性。研究表明，該項技術具有控制燃燒過程實現(xiàn)降低柴油機氮氧化物和碳煙排放的潛力，是最具成為發(fā)動機燃燒與排放控制的新技術之一。本論文根據(jù)溶

2、氣柴油噴射霧化特性和機理，針對CO<,2>、O<,2>、CH<,4>溶氣柴油發(fā)動機噴射燃燒數(shù)值仿真進行了研究。 本文根據(jù)溶氣柴油噴射霧化機理研究和溶氣柴油噴射霧化發(fā)動機燃燒試驗研究的成果，進一步完善了溶氣燃油射流氣爆霧化初始階段霧化模型、噴霧形狀模型和粒徑分布模型，并建立了新的雙燃料著火模型和燃燒模型，以及與KIVA程序的耦合工作。針對應用KIVA程序涉及的有關著火點和排放的參數(shù)進行了優(yōu)化，首次系統(tǒng)地進行了模擬計算，并分析了CO

3、<,2>、O<,2>、CH<,4>溶氣柴油噴射柴油機的燃燒過程。計算分析結果表明，該數(shù)值模擬計算分析方法具有較好的效果。 利用新建立的CO<,2>、O<,2>、CH<,4>溶氣柴油噴射柴油機燃燒計算方法進行模擬計算，從數(shù)值模擬仿真角度深入分析了不同溶氣柴油噴射發(fā)動機燃燒著火時刻、主要組分NO<,x>soot隨柴油中溶入不同氣體變化的復雜關系。揭示了在柴油中溶入CO<,2>、O<,2>、CH<,4>氣體的柴油機燃燒過程中，可以實現(xiàn)

4、在抑制NO<,x>排放的同時也抑制碳煙生成的機理。數(shù)值模擬計算發(fā)現(xiàn)當溶入O<,2>、CH<,4>時排放雖沒有溶入CO<,2>時的低，但是比未溶氣柴油燃燒的排放要低，而且此時發(fā)動機的功率降低相對比溶入CO<,2>時要少，尤其是當溶入CH<,4>時，發(fā)動機的功率降低最少，由于著火時刻的滯后，soot排放與溶入CO<,2>時接近， NO<,x>的排放又比溶入O<,2>時低，因此可以認為柴油中溶入CH<,4>是一種降低排放和保持功率二者兼顧的方