多組分燃料液滴蒸發(fā)特性的數(shù)值研究
發(fā)布時間:2017-04-20 11:15
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【摘要】:將不同燃料的混合物作為新的燃料,以實現(xiàn)節(jié)能減排,是當前的熱門研究方向之一。目前,乙醇/汽油(柴油)的混合燃料在車用汽油機(柴油機)上得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了較好的效果。在內(nèi)燃機的工作過程中,燃料液滴的蒸發(fā)直接影響燃料蒸氣的空間分布及可燃混合氣的形成,進而影響發(fā)動機的燃燒和排放過程。因此,有必要對混合燃料的蒸發(fā)過程進行研究。 國內(nèi)外將二甲醚(DME)直接應(yīng)用于柴油機的研究取得了一定的進展,但將二甲醚應(yīng)用于汽油機上是一個較新的研究課題。由于二甲醚辛烷值低,在汽油機上單獨燃用容易引起爆震,且其熱值低,不能滿足實際應(yīng)用要求。將液化石油氣(LPG)作為二甲醚高辛烷值、高熱值調(diào)和劑,組成二甲醚復合燃料,成為新的燃燒方案。 本文簡要闡述了氣液相平衡計算的一般方法,為了簡化亞臨界條件下的相平衡計算,以平衡常數(shù)K值關(guān)聯(lián)的Raoult定律完成了混合燃料的相平衡計算。在亞臨界條件下,對各組分在氣液兩相進行了變物性計算;在混合物物性,尤其是混合物的密度、氣體混合物黏度等參數(shù)的計算中選擇了相應(yīng)的混合法則,從而建立整套的混合物物性參數(shù)計算方法。 本文以單組分液滴在靜止環(huán)境中的蒸發(fā)模型為基礎(chǔ),建立了多組分液滴蒸發(fā)的物理數(shù)學模型,編制Fortran程序,對DME/LPG雙燃料液滴的亞臨界蒸發(fā)過程進行了數(shù)值模擬。模型中的氣相擴散,不考慮兩種燃料蒸氣之間的擴散,只考慮燃料蒸氣在環(huán)境介質(zhì)中的擴散。 結(jié)果表明,液滴在經(jīng)歷了加熱期后基本上可以達到濕球溫度。各組分的濕球溫度依賴于環(huán)境溫度和環(huán)境壓力,雙組分液滴濕球溫度隨組分摩爾分數(shù)的變化而變化。在亞臨界條件下,液滴蒸發(fā)基本符合d2律。較高的環(huán)境溫度和較低的環(huán)境壓力都會加速液滴蒸發(fā)。液滴和環(huán)境之間的對流促進了環(huán)境介質(zhì)向液滴的熱量傳遞,從而使得蒸發(fā)加快。初始質(zhì)量相同的混合物液滴,較難揮發(fā)組分DME的初始摩爾濃度越大,液滴蒸發(fā)時間越長。
【關(guān)鍵詞】:多組分液滴 DME/LPG 蒸發(fā) 混合規(guī)則
【學位授予單位】:武漢理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2012
【分類號】:TK16
【目錄】:
- 中文摘要4-5
- Abstract5-8
- 第1章 緒論8-19
- 1.1 研究背景8-9
- 1.2 液滴蒸發(fā)研究綜述9-18
- 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-19
- 第2章 多組分體系流體相平衡19-25
- 2.1 相平衡理論19-20
- 2.2 氣液相平衡理論20-22
- 2.3 氣液相平衡的簡單模型22-24
- 2.4 本章小結(jié)24-25
- 第3章 多組分混合物熱物性及輸運特性25-41
- 3.1 多組分混合物的性質(zhì)25
- 3.2 流體的熱物理參數(shù)25-32
- 3.3 流體的輸運參數(shù)32-39
- 3.4 混合物物性計算方法39-40
- 3.5 本章小結(jié)40-41
- 第4章 多組分液滴蒸發(fā)模型的建立及計算結(jié)果41-57
- 4.1 多組分燃料液滴蒸發(fā)模型的建立41-48
- 4.2 DME/LPG燃料液滴的亞臨界蒸發(fā)特性48-55
- 4.3 本章小結(jié)55-57
- 第5章 總結(jié)與展望57-60
- 5.1 全文總結(jié)57-58
- 5.2 工作展望58-60
- 致謝60-61
- 參考文獻61-64
【引證文獻】
中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條
1 張濤;真空條件下溶液再生機理研究[D];天津商業(yè)大學;2013年
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本文編號:318551
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