引射比對(duì)生物柴油斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒影響的仿真研究
發(fā)布時(shí)間：2022-01-02 23:50
采用解耦法構(gòu)建了生物柴油骨架反應(yīng)機(jī)理,并建立了斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧燃燒仿真模型.對(duì)比研究了斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)燃用生物柴油和石化柴油的燃燒特性,給出了引射比對(duì)生物柴油燃燒溫度、速度、組分場(chǎng)的影響.研究結(jié)果表明,本文構(gòu)建的生物柴油簡(jiǎn)化機(jī)理Bio-37在較好預(yù)測(cè)高溫著火特性的前提下,有效將反應(yīng)步數(shù)降至100以下;相比石化柴油,斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)燃用生物柴油后,生物柴油的含氧特性得到充分發(fā)揮,其燃燒溫度、速度場(chǎng)分布更為均勻,擋焰板處溫度也有所降低,設(shè)備安全性提升.增大引射比可降低燃燒室最高溫度,改善溫度分布均勻性,增大換熱管處溫度和氣流強(qiáng)度,具有強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)效用.同時(shí)還可減少擋焰板熱負(fù)荷,提升設(shè)備可靠性.
【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,54(08)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)
【部分圖文】：
生物柴油總反應(yīng)路徑
表1 MO著火延遲的初始條件Tab.1 Initial conditions for ignition delay time of MO 生物柴油體積分?jǐn)?shù)/% 氧氣體積分?jǐn)?shù)/% 氬氣體積分?jǐn)?shù)/% 當(dāng)量比 0.109 3.995 6 95.786 4 0.75 0.182 3.992 7 95.644 3 1.25為進(jìn)一步驗(yàn)證簡(jiǎn)化機(jī)理的對(duì)生物柴油氧化過(guò)程的預(yù)測(cè),基于充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)容器(PSR)程序,用Bio-37機(jī)理預(yù)測(cè)了生物柴油在射流攪拌反應(yīng)器(JSR)中主要組分的濃度演變.PSR程序普遍用于預(yù)測(cè)燃料在JSR中主要組分的濃度演變趨勢(shì).鏈烷烴、環(huán)烷烴、脂肪酸甲酯等的JSR試驗(yàn)結(jié)果均表明p<20 atm,φ=0.5～2時(shí),PSR程序是有效的.試驗(yàn)?zāi)M的初始條件見(jiàn)表2,主要組分摩爾分?jǐn)?shù)X與試驗(yàn)值[21]對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖3.可以看出,Bio-37機(jī)理預(yù)測(cè)的CO2的摩爾分?jǐn)?shù)與試驗(yàn)值基本吻合,而CO、C2H4的摩爾分?jǐn)?shù)偏低.總體上,所構(gòu)建的Bio-37機(jī)理能較好反映生物柴油的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程.
JSR 模擬結(jié)果與試驗(yàn)值的比較(p=10 atm,φ=1)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)高背壓燃燒換熱性能影響因素分析[J]. 黃曉宇,鄧康耀,劉焜,蘭健,楊牧歌,趙煒平. 艦船科學(xué)技術(shù). 2018(23)
[2]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于車(chē)用動(dòng)力裝置的可行性分析研究[J]. 伍賽特. 節(jié)能. 2018(09)
[3]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)天然氣擴(kuò)散燃燒數(shù)值模擬[J]. 張鋒,孫旺生. 南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[4]適用于HCCI的生物柴油替代混合物簡(jiǎn)化機(jī)理的構(gòu)建及驗(yàn)證（英文）[J]. 肖杰,張博,鄭朝蕾. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室氧-柴油無(wú)焰燃燒的數(shù)值研究[J]. 葉擁?yè)?蘭健,呂田,顧根香,劉佳偉. 艦船科學(xué)技術(shù). 2016(19)
[6]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)壓力渦流噴嘴的噴霧特性試驗(yàn)[J]. 藺鋒,張武高,陳曉玲,喻超. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(11)
[7]空氣引射對(duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)火焰特征及燃燒溫度的影響[J]. 喻超,陳曉玲,周小力,張武高,黃震,顧根香. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2012(06)
[8]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧特性試驗(yàn)研究[J]. 胡懷禮,張武高,金永星,郭曉寧,顧根香. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2010(02)
本文編號(hào)：3565131
【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,54(08)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)
【部分圖文】：
生物柴油總反應(yīng)路徑
表1 MO著火延遲的初始條件Tab.1 Initial conditions for ignition delay time of MO 生物柴油體積分?jǐn)?shù)/% 氧氣體積分?jǐn)?shù)/% 氬氣體積分?jǐn)?shù)/% 當(dāng)量比 0.109 3.995 6 95.786 4 0.75 0.182 3.992 7 95.644 3 1.25為進(jìn)一步驗(yàn)證簡(jiǎn)化機(jī)理的對(duì)生物柴油氧化過(guò)程的預(yù)測(cè),基于充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)容器(PSR)程序,用Bio-37機(jī)理預(yù)測(cè)了生物柴油在射流攪拌反應(yīng)器(JSR)中主要組分的濃度演變.PSR程序普遍用于預(yù)測(cè)燃料在JSR中主要組分的濃度演變趨勢(shì).鏈烷烴、環(huán)烷烴、脂肪酸甲酯等的JSR試驗(yàn)結(jié)果均表明p<20 atm,φ=0.5～2時(shí),PSR程序是有效的.試驗(yàn)?zāi)M的初始條件見(jiàn)表2,主要組分摩爾分?jǐn)?shù)X與試驗(yàn)值[21]對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖3.可以看出,Bio-37機(jī)理預(yù)測(cè)的CO2的摩爾分?jǐn)?shù)與試驗(yàn)值基本吻合,而CO、C2H4的摩爾分?jǐn)?shù)偏低.總體上,所構(gòu)建的Bio-37機(jī)理能較好反映生物柴油的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程.
JSR 模擬結(jié)果與試驗(yàn)值的比較(p=10 atm,φ=1)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)高背壓燃燒換熱性能影響因素分析[J]. 黃曉宇,鄧康耀,劉焜,蘭健,楊牧歌,趙煒平. 艦船科學(xué)技術(shù). 2018(23)
[2]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于車(chē)用動(dòng)力裝置的可行性分析研究[J]. 伍賽特. 節(jié)能. 2018(09)
[3]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)天然氣擴(kuò)散燃燒數(shù)值模擬[J]. 張鋒,孫旺生. 南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[4]適用于HCCI的生物柴油替代混合物簡(jiǎn)化機(jī)理的構(gòu)建及驗(yàn)證（英文）[J]. 肖杰,張博,鄭朝蕾. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室氧-柴油無(wú)焰燃燒的數(shù)值研究[J]. 葉擁?yè)?蘭健,呂田,顧根香,劉佳偉. 艦船科學(xué)技術(shù). 2016(19)
[6]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)壓力渦流噴嘴的噴霧特性試驗(yàn)[J]. 藺鋒,張武高,陳曉玲,喻超. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(11)
[7]空氣引射對(duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)火焰特征及燃燒溫度的影響[J]. 喻超,陳曉玲,周小力,張武高,黃震,顧根香. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2012(06)
[8]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧特性試驗(yàn)研究[J]. 胡懷禮,張武高,金永星,郭曉寧,顧根香. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2010(02)
本文編號(hào)：3565131
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