發(fā)布時間：2020-05-01 03:00

【摘要】：燃料燃燒化學(xué)反應(yīng)機理是研究和優(yōu)化內(nèi)燃機燃燒過程的最有效工具之一。但是,發(fā)展一個包含柴油所有組分的機理是不可能的。依據(jù)實際柴油的重要組分設(shè)計多元組合燃料作為柴油的替代燃料是目前較為可行的方法。本研究發(fā)展了一個新的正庚烷-丁基苯-甲基環(huán)己烷-PAH多組分柴油替代燃料簡化機理。其中丁基苯和甲基環(huán)己烷(MCH)分別視為芳香烴類和環(huán)烷烴類的代表性物質(zhì)。首先運用DRG、DRGEP、敏感性分析和ROP等方法對MCH詳細機理進行簡化。將簡化之后的MCH子機理耦合到正庚烷-丁基苯-PAH簡化機理中,建立一個含有183種組分與777個反應(yīng)的正庚烷-丁基苯-甲基環(huán)己烷-PAH多組分柴油替代燃料化學(xué)動力學(xué)簡化模型。然后運用敏感性分析方法對MCH模型的關(guān)鍵動力學(xué)參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整。最后,利用層流火焰速度、點火延時、預(yù)混火焰組分濃度等實驗數(shù)據(jù)對優(yōu)化后的多組分柴油簡化機理進行驗證,結(jié)果表明該機理能夠模擬柴油的燃燒特性。分析丁基苯和MCH的反應(yīng)路徑,發(fā)現(xiàn)丁基苯經(jīng)過脫氫等一系列反應(yīng)后會生成indene、A1-、A1CH3r基團和A1C2H3物質(zhì);而MCH經(jīng)過脫氫等反應(yīng)之后會形成A1CH3 C6H6物質(zhì)。丁基苯和MCH產(chǎn)生的這些基團和物質(zhì)促進了碳煙的生成。為了考察丁基苯和MCH對碳煙生成的作用,本研究利用上述機理耦合到CFD軟件CONVERGE模擬定容燃燒彈裝置內(nèi)丁基苯和MCH燃燒過程。通過分析碳煙的反應(yīng)路徑,證明在正庚烷中加入丁基苯和MCH對碳煙的生成具有協(xié)同效應(yīng)。最后利用該機理耦合到CFD軟件CONVERGE模擬實際柴油發(fā)動機在不同EGR率下的燃燒和排放過程。結(jié)果表明,利用該機理獲得的缸壓、放熱率、CO、NOx、碳煙等計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)吻合較好,說明新發(fā)展的多組分柴油簡化機理能夠模擬實際柴油發(fā)動機的燃燒和排放。本研究所發(fā)展的多組分柴油替代燃料簡化模型,為模擬柴油機缸內(nèi)燃燒與排放過程提供了模型依據(jù)。因而可以在該機理的基礎(chǔ)上發(fā)展含有4種或者4種以上的多組分柴油簡化機理,這對于進一步完善柴油燃燒機理尤其是碳煙的生成機理具有現(xiàn)實的意義。
【圖文】：

會高達５億多噸。目前，中國己經(jīng)變?yōu)閷κ拖M量最多的國家之一，并且已經(jīng)成為逡逑進口原油量最多的國家。雖然我們國家的石油儲藏量龐大，然而由于開采技術(shù)的難度逡逑和油氣資源品質(zhì)等因素，因此目前具有現(xiàn)實可開發(fā)價值的資源比例不高。圖１－２給出逡逑了我國對石油的依存度。從圖中可以看出，從２００６到２０１６年，我國對石油的依賴度逡逑從４１．１６％升高到了邋６５．９４％，總能源的依存度從１０．８８％升高到了邋２０１６年的１８．４２％。逡逑這樣對能源具有很高的依賴度，會給我們國家的能源安全帶來了巨大的威脅［２］。國際逡逑能源署（ＩＥＡ）在發(fā)布的報告中指出，在２０３０年時候，中國對石油依賴度將會超過８０％，逡逑在未來的２０年中國將會是消耗石油量最多的國家。然而目前我們的國家一直存在著能逡逑源利用率低下的窘境，遠遠低于歐美國家的能源利用效率。所以我們的國家應(yīng)該加大逡逑對于節(jié)能環(huán)保技術(shù)的研宄力度，以此來提高我們國家的能源利用效率，這對于我們的逡逑國家的能源安全具有重大意義。逡逑２逡逑

５０００邋１邋１邋１邋１邋１邋ｗｗｉ－逡逑W＿邋＿邋＿邋＿圈柋匕逡逑２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４邋２０１５邋２０１６逡逑爾份逡逑圖１－１從２００９年到２０１６年我國汽車保有量的統(tǒng)計情況［１］逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋Ｃｈｉｎａ＇ｓ邋ｃａｒ邋ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ邋ｆｒｏｍ邋２００９邋ｔｏ邋２０１６［邋１１逡逑內(nèi)燃機主要是以不可再生的石油作為燃料，根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，目前全世界勘探逡逑的油量還可以供給３０多年的時間，這導(dǎo)致全球的能源危機問題不斷的凸顯［１］。在２００６逡逑年，我們國家消耗石油的量為３．５億噸，估計到未來幾年，，我們國家消耗石油的量將逡逑會高達５億多噸。目前，中國己經(jīng)變?yōu)閷κ拖M量最多的國家之一，并且已經(jīng)成為逡逑進口原油量最多的國家。雖然我們國家的石油儲藏量龐大，然而由于開采技術(shù)的難度逡逑和油氣資源品質(zhì)等因素，因此目前具有現(xiàn)實可開發(fā)價值的資源比例不高。圖１－２給出逡逑了我國對石油的依存度。從圖中可以看出，從２００６到２０１６年，我國對石油的依賴度逡逑從４１．１６％升高到了邋６５．９４％
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK407.9

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

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2 徐波峰;乙醇/生物柴油混合燃料化學(xué)動力學(xué)模型構(gòu)建及數(shù)值模擬研究[D];昆明理工大學(xué);2017年

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本文編號：2646479