本文關(guān)鍵詞：非平衡等離子體輔助汽油和甲烷燃燒的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：如今污染排放日益加劇,能源消耗也逐漸增加,開發(fā)新的高效率低排放的內(nèi)燃機(jī)迫在眉睫。稀薄燃燒具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)可以降低排放,但當(dāng)量比的降低要求更高的點(diǎn)火能量,而且火焰?zhèn)鞑ニ俣纫矔?huì)降低。等離子體助燃技術(shù)的發(fā)展為稀薄燃燒提供了可能,放電導(dǎo)致高能電子碰撞引起混合氣的離解激發(fā)甚至電離,形成大量的活性粒子,為點(diǎn)火和火焰穩(wěn)定提供了可能。本文采用數(shù)值模擬的方法對(duì)等離子體輔助汽油和甲烷的燃燒進(jìn)行了研究,放電和燃燒在時(shí)間數(shù)量級(jí)上的差距允許我們對(duì)他們分別進(jìn)行研究。首先利用零維放電動(dòng)力學(xué)模型ZDPlasKin程序,耦合甲烷空氣混合氣碰撞電離機(jī)理以及丙烷空氣混合氣的放電機(jī)理,用丙烷空氣混合氣的放電機(jī)理替代汽油空氣混合物的放電機(jī)理,編寫氣體放電計(jì)算程序,計(jì)算得到一定溫度壓力、約化場(chǎng)強(qiáng)、電子密度等條件下放電產(chǎn)生的自由基濃度隨時(shí)間的變化。然后利用多區(qū)模型,將放電產(chǎn)生的自由基在點(diǎn)火時(shí)刻添加到缸內(nèi)模擬燃燒過(guò)程,得到自由基對(duì)汽油和甲烷燃燒溫度壓力以及已燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響,并且從反應(yīng)速率和反應(yīng)路徑方向深入分析了等離子體助燃的原因,研究了發(fā)動(dòng)機(jī)初始參數(shù)對(duì)燃燒的影響。結(jié)果表明,自由基O、H和OH的加入具有明顯的助燃作用,使燃料燃燒10%的時(shí)刻提前,溫度壓力增加。在汽油機(jī)燃燒過(guò)程中隨著當(dāng)量比的減少,助燃作用增強(qiáng),說(shuō)明稀薄燃燒情況下非平衡等離子體的助燃作用更強(qiáng)。在甲烷燃燒過(guò)程中自由基的加入實(shí)現(xiàn)了稀薄燃燒極限下甲烷的燃燒。說(shuō)明等離子體在強(qiáng)化稀薄燃燒、拓展稀燃極限方面有很大潛力。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK16

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊波,白希堯,白敏冬,谷建龍;非平衡等離子體及其軍事應(yīng)用研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2005年03期

2 梁文俊;豆寶娟;李堅(jiān);竹濤;李依麗;金毓\，

本文編號(hào)：1259924