柴油-天然氣雙燃料燃燒過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、面對日益突出的能源緊缺與環(huán)境污染問題，研究新型替代燃料在發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用已成為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的一個(gè)重要方向，天然氣因其清潔高效、存儲量大和經(jīng)濟(jì)性佳等特點(diǎn)成為替代燃料的首選。柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機(jī)因其可實(shí)現(xiàn)高熱效率和低排放成為了發(fā)動機(jī)燃用天然氣的重要途徑之一。由于雙燃料發(fā)動機(jī)燃燒過程十分復(fù)雜，燃燒速度受到湍流、化學(xué)動力學(xué)、溫度、壓力等多因素的影響，因此，本文采用柴油/天然氣雙燃料燃燒機(jī)理來研究其缸內(nèi)燃燒過程。
　　本文主要研究內(nèi)容

2、及結(jié)論如下:
　　1)采用基于誤差傳遞的直接關(guān)系圖法與敏感性分析相結(jié)合的方法(DRGEPSA)，將詳細(xì)的天然氣機(jī)理簡化形成含有70種物質(zhì)、393個(gè)反應(yīng)的簡化機(jī)理。
　　2)采用一個(gè)簡化的正庚烷-甲苯-PAH機(jī)理表征柴油組分，形成包含85種組分和468個(gè)反應(yīng)的正庚烷-甲苯-PAH簡化機(jī)理。
　　3)將上述簡化的天然氣機(jī)理和正庚烷-甲苯-PAH機(jī)理進(jìn)行合并，最終形成包含125種組分和718個(gè)反應(yīng)的柴油/天然氣雙燃料簡化機(jī)理

3、。采用敏感性分析對5個(gè)重要反應(yīng)的指前因子進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化后的機(jī)理在滯燃期、層流火焰速度和HCCI發(fā)動機(jī)等方面進(jìn)行了廣泛的驗(yàn)證，均表現(xiàn)出良好的預(yù)測效果。
　　4)將柴油/天然氣燃燒機(jī)理與三維CFD軟件耦合，進(jìn)行不同預(yù)噴參數(shù)對燃燒排放過程影響的模擬分析。得出以下結(jié)論:
　　(1)隨著預(yù)噴時(shí)刻的提前，缸內(nèi)壓力、溫度、放熱率升高，缸內(nèi)當(dāng)量比減小，分層度下降，OH自由基質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，主要分布區(qū)域與高溫區(qū)域相似，著火后缸內(nèi)平均溫度大幅