發(fā)布時(shí)間：2020-06-04 08:24

【摘要】：能源危機(jī)和環(huán)境污染已然成為制約全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大核心問題。內(nèi)燃機(jī)以其熱效率高、功率密度大、功率范圍寬等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)、國防軍事等領(lǐng)域。然而,內(nèi)燃機(jī)燃燒也給能源和環(huán)境造成了影響,為改善內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放問題,研究者圍繞內(nèi)燃機(jī)的核心問題——燃燒進(jìn)行了長期的探索。近年來,非平衡等離子體助燃技術(shù)在改善內(nèi)燃機(jī)燃燒性能、降低排放污染方面得到了研究學(xué)者們的廣泛關(guān)注。本文從化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度研究非平衡等離子體助燃的影響,主要研究內(nèi)容是非平衡等離子體輔助甲烷燃燒過程中電離機(jī)理的構(gòu)建和活性粒子對(duì)甲烷燃燒的影響研究。首先,研究等離子體電離機(jī)理,在電離機(jī)理文件編寫過程中,進(jìn)行了Arrhenius化學(xué)反應(yīng)速率系數(shù)求解方法的研究,該方法基于碰撞截面求解玻爾茲曼方程得到化學(xué)反應(yīng)速率,再通過自定義函數(shù)擬合得到Arrhenius化學(xué)反應(yīng)速率系數(shù),該方法可快速、準(zhǔn)確的求解出化學(xué)反應(yīng)速率。本篇文章通過上述方法和查閱資料編寫出一套等電離CH_4和空氣產(chǎn)生等離子體的電離機(jī)理。使用CHEMKIN軟件對(duì)電離機(jī)理文件進(jìn)行分析,得到電離后活性粒子特性、化學(xué)反應(yīng)路徑和化學(xué)反應(yīng)速率。通過對(duì)比不同滯留時(shí)間、當(dāng)量比對(duì)電離反應(yīng)產(chǎn)生活性粒子的影響,發(fā)現(xiàn)滯留時(shí)間對(duì)電離反應(yīng)影響較大,并直接決定電離過程的反應(yīng)時(shí)間和活性離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù),而當(dāng)量比在電離過程中決定著參與電離的反應(yīng)物的量,僅影響生成的活性離子的量,對(duì)實(shí)質(zhì)電離反應(yīng)過程影響不大。本文最后還將電離反應(yīng)得到的活性粒子加入到GRI3.0甲烷燃燒機(jī)理中,創(chuàng)造等離子體輔助甲烷燃燒機(jī)理。突出的活性粒子O_3被加入到GRI3.0中。研究結(jié)果表明,帶O_3的燃燒機(jī)理燃燒速度明顯比正常甲烷燃燒快。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK401

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2696116