為緩解對石油燃料的依賴,以及解決傳統(tǒng)柴油機(jī)由于混合時間短導(dǎo)致NOx和Soot排放難以同時降低的問題,尋找新型清潔替代燃料受到了廣大研究者的重視,其中含氧燃料是最有應(yīng)用前景的替代燃料之一。本研究依托國家自然基金項目,針對實現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)高效清潔燃燒的目標(biāo),基于燃料特性與邊界條件協(xié)同控制的思想,采用醇、酯、醚等不同氧鍵合形式的含氧燃料作為柴油添加劑以改變?nèi)剂系睦砘匦约胺肿訕?gòu)型,通過化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)與三維模擬仿真相結(jié)合的手段,研究了不同含氧燃料摻混比例以及不同燃料氧鍵合形式對發(fā)動機(jī)燃燒和排放的影響規(guī)律,揭示了燃燒系統(tǒng)中的燃料氧對燃燒和污染物生成的化學(xué)作用機(jī)理,并深入探究了不同氧鍵合形式對碳煙生成、氧化的作用機(jī)制及影響規(guī)律。通過改變進(jìn)氣、噴油等邊界條件,探索了含氧燃料與邊界條件協(xié)同配合來改善燃燒、降低排放的控制方法,并分析了含氧燃料與純柴油在使用特性上的差異。研究結(jié)果表明:添加含氧燃料對燃燒和排放均有顯著的影響。由于正丁醇揮發(fā)性好,十六烷值較低,因此隨著正丁醇摻混比例的增加,滯燃期逐漸延長,混合氣更加均勻,預(yù)混燃燒比例增大,Soot排放降低,而NOx排放相差不大。從化學(xué)動力學(xué)角度來看,混合燃料的著火... 

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 能源危機(jī)與環(huán)境污染
        1.1.2 新型燃燒方式的探索和替代燃料的開發(fā)
    1.2 碳煙生成機(jī)理
    1.3 柴油機(jī)燃用含氧燃料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 醇類燃料
        1.3.2 醚類燃料
        1.3.3 酯類燃料
    1.4 數(shù)值模擬在求解內(nèi)燃機(jī)燃燒及排放問題中的應(yīng)用
    1.5 本文主要研究內(nèi)容及意義
第2章 三維數(shù)值仿真平臺建立
    2.1 三維數(shù)值仿真模型的建立
        2.1.1 三維幾何模型建立
        2.1.2 計算網(wǎng)格劃分及求解器設(shè)置
        2.1.3 控制方程與計算模型
        2.1.4 邊界條件與初始條件
    2.2 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理耦合三維CFD模型
        2.2.1 柴油替代化學(xué)反應(yīng)機(jī)理選擇
        2.2.2 含氧燃料及PAH化學(xué)反應(yīng)機(jī)理選擇
    2.3 數(shù)值仿真模型的驗證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 含氧燃料對燃燒和排放的影響
    3.1 燃料含氧量的影響
        3.1.1 燃料含氧量對混合氣形成和燃燒的影響
        3.1.2 含氧燃料化學(xué)作用機(jī)理分析
        3.1.3 燃料含氧量對碳煙前驅(qū)物生成的影響
        3.1.4 燃料含氧量對Soot生成歷程的影響
        3.1.5 燃料含氧量對NOX生成的影響
    3.2 含氧燃料官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.1 不同含氧官能團(tuán)燃料對燃燒的影響
        3.2.2 不同含氧官能團(tuán)燃料對主要燃燒組分的影響
        3.2.3 不同含氧官能團(tuán)燃料對碳煙前驅(qū)物的影響
        3.2.4 不同含氧官能團(tuán)燃料對Soot生成歷程的影響
        3.2.5 不同含氧官能團(tuán)燃料對NOX生成的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 邊界條件對正丁醇/柴油混合燃料燃燒和排放的影響
    4.1 噴油壓力對正丁醇/柴油混合燃料燃燒和排放的影響
        4.1.1 噴油壓力對混合氣形成的影響
        4.1.2 噴油壓力對燃燒的影響
        4.1.3 噴油壓力對NOx和 Soot排放的影響
    4.2 噴油正時對正丁醇/柴油混合燃料燃燒和排放的影響
        4.2.1 噴油正時對混合氣形成的影響
        4.2.2 噴油正時對燃燒的影響
        4.2.3 噴油正時對NOx和 Soot排放的影響
    4.3 進(jìn)氣壓力對正丁醇/柴油混合燃料燃燒和排放的影響
        4.3.1 進(jìn)氣壓力對混合氣形成的影響
        4.3.2 進(jìn)氣壓力對燃燒的影響
        4.3.3 進(jìn)氣壓力對NOX和Soot排放的影響
    4.4 進(jìn)氣氧濃度對含氧燃料燃燒和排放的影響
        4.4.1 進(jìn)氣氧濃度對燃燒過程中燃料分布的影響
        4.4.2 進(jìn)氣氧濃度對燃燒的影響
        4.4.3 進(jìn)氣氧濃度對NOx和 Soot的影響
    4.5 本章小節(jié)
第5章 全文總結(jié)及展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]含氧添加劑DMC對柴油機(jī)燃燒與排放特性的影響[J]. 張光德,黃震,張武高,喬信起,周校平.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2002(05)
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[7]輕型直噴柴油機(jī)燃用二甲醚性能和燃燒特性研究[J]. 周龍保,王賀武,黃勇成,蔣德明,黃佐華.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2000(01)
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博士論文
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[3]含氧燃料顆粒狀態(tài)特征及前驅(qū)體形成機(jī)理研究[D]. 李銘迪.江蘇大學(xué) 2014
[4]柴油機(jī)碳煙生成機(jī)理多維數(shù)值模擬及試驗研究[D]. 王滸.天津大學(xué) 2012
[5]現(xiàn)代柴油機(jī)全氣缸取樣系統(tǒng)開發(fā)及缸內(nèi)微粒理化特性研究[D]. 董素榮.天津大學(xué) 2007

碩士論文
[1]壓燃式發(fā)動機(jī)缸內(nèi)氧濃度分布對排放物生成的影響研究[D]. 劉仙.吉林大學(xué) 2018
[2]丁醇/柴油混合燃料燃燒及顆粒物排放特性研究[D]. 李鵬磊.吉林大學(xué) 2017
[3]含氧燃料正丁醇對柴油機(jī)燃燒路徑影響的模擬研究[D]. 龍有強(qiáng).廣西大學(xué) 2016
[4]生物柴油燃燒數(shù)值模擬及其在JX493柴油機(jī)上的應(yīng)用研究[D]. 張勇.南昌大學(xué) 2013
[5]正丁醇—柴油混合燃料低溫燃燒過程數(shù)值模擬研究[D]. 趙瑞青.廣西大學(xué) 2013
[6]柴油/丁醇混合燃料對柴油機(jī)工作過程和排放的影響[D]. 黃維.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[7]丁醇—柴油混合燃料發(fā)動機(jī)著火燃燒的三維數(shù)值研究[D]. 曾顯惠.湖南大學(xué) 2012
[8]生物柴油—柴油混合燃料在柴油機(jī)上的燃燒與排放的數(shù)值模擬[D]. 趙二麗.重慶交通大學(xué) 2012
[9]柴油機(jī)燃用甲醇柴油混合燃料的仿真分析[D]. 郭鵬.太原理工大學(xué) 2011



本文編號：3718876