本文關(guān)鍵詞：高比例二甲醚柴油混合燃料燃燒及排放過(guò)程的仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 二甲醚作為一種清潔的汽車(chē)代用燃料已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上。本文對(duì)二甲醚作為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的特點(diǎn)進(jìn)行了分析,對(duì)二甲醚的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié),并且對(duì)內(nèi)燃機(jī)的缸內(nèi)流動(dòng)以及燃燒模擬研究現(xiàn)狀進(jìn)行了研究。內(nèi)燃機(jī)的燃燒是關(guān)系到內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)以及排放性的重要因素,由于試驗(yàn)條件的限制,無(wú)法對(duì)缸內(nèi)燃料分布與排放之間的關(guān)系和缸內(nèi)燃燒過(guò)程的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行研究。但借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)流體知識(shí),可對(duì)缸內(nèi)的燃燒過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。 本文利用AVL公司的FIRE軟件對(duì)4100柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室進(jìn)行了建模和網(wǎng)格劃分,模擬了從進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉到排氣門(mén)打開(kāi)這段時(shí)間內(nèi)燃料的燃燒排放情況,對(duì)仿真所得數(shù)值與燃燒分析儀所測(cè)得的臺(tái)架試驗(yàn)值進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了模型的正確性,并對(duì)4100發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的噴霧流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、燃料濃度場(chǎng)、排放物的濃度場(chǎng)等三維結(jié)果以及缸壓、缸內(nèi)溫度、排放物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等二維結(jié)果進(jìn)行了研究。研究表明:當(dāng)膨脹行程中缸內(nèi)溫度達(dá)到一定值之后,NOx的生成會(huì)進(jìn)入“凍結(jié)”階段,而碳粒的生成則是先生成后氧化的。研究還表明,油束對(duì)缸內(nèi)的流場(chǎng)有一定的影響。 在此基礎(chǔ)上,選取了D65、D75、D85三種高比例的二甲醚柴油,對(duì)三種比例的二甲醚柴油與純柴油在缸內(nèi)的平均壓力、平均溫度、燃料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及排放物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等規(guī)律進(jìn)行了研究,還對(duì)燃料缸內(nèi)的溫度場(chǎng)、燃料濃度場(chǎng)以及排放物的濃度場(chǎng)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:高比例的二甲醚柴油燃料的缸內(nèi)最高壓力是低于柴油的,但是其缸內(nèi)最高溫度和累積放熱量相互接近并且是高于柴油的,說(shuō)明高比例二甲醚柴油混合燃料可以降低缸內(nèi)的機(jī)械負(fù)荷,同時(shí)還有很高的熱效率。隨著二甲醚比例的增大,缸內(nèi)NOx的生成越晚并且生成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小。除此之外,三種比例的混合燃料的碳粒生成都遠(yuǎn)低于柴油的,D85在碳粒生成上最低。 本文還研究了噴油提前角和噴油持續(xù)期對(duì)對(duì)高比例的二甲醚柴油的影響。研究表明:噴油提前角加大,缸內(nèi)的壓力、溫度以及累積放熱率都會(huì)增加,同時(shí)NOx和碳粒的生成也有所增加;噴油持續(xù)期的加大則會(huì)造成缸內(nèi)壓力的過(guò)多降低。
【關(guān)鍵詞】：二甲醚 燃燒 排放 仿真 FIRE
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TK16
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 二甲醚作為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料特點(diǎn)12-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外對(duì)于二甲醚研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 二甲醚作為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)助燃劑的研究14-15
• 1.2.2 純二甲醚作為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的應(yīng)用15-17
• 1.2.3 二甲醚摻燒混合燃油在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用17-18
• 1.3 內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)流動(dòng)及燃燒模擬現(xiàn)狀18-21
• 1.4 FIRE 軟件簡(jiǎn)介21
• 1.5 課題的提出21-22
• 1.6 本文研究工作22-24
• 第二章 柴油機(jī)多維燃燒模擬計(jì)算模型24-44
• 2.1 氣相湍流流動(dòng)模型24-30
• 2.1.1 湍流數(shù)值模擬方法25-26
• 2.1.2 湍流流動(dòng)的基本守恒方程26-27
• 2.1.3 湍流對(duì)流的雷諾應(yīng)力時(shí)均方程27-28
• 2.1.4 常用湍流模型28-30
• 2.2 柴油機(jī)噴霧模擬模型30-38
• 2.2.1 液滴蒸發(fā)模型31-33
• 2.2.2 破碎模型33-36
• 2.2.3 碰壁模型36-37
• 2.2.4 噴霧時(shí)的湍流擴(kuò)散模型37-38
• 2.3 柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒與排放模型38-43
• 2.3.1 燃燒模型39-41
• 2.3.2 NOX生成機(jī)理及排放模型41-42
• 2.3.3 碳煙生成機(jī)理及排放模型42-43
• 2.4 本章小結(jié)43-44
• 第三章 4100 柴油機(jī)燃燒室?guī)缀文Ｐ偷慕⒓膀?yàn)證44-59
• 3.1 4100 柴油機(jī)的數(shù)值模擬44-49
• 3.1.1 計(jì)算對(duì)象44-45
• 3.1.2 幾何模型的建立45-46
• 3.1.3 網(wǎng)格的劃分46-47
• 3.1.4 計(jì)算初始參數(shù)及邊界條件的確定47-49
• 3.2 計(jì)算模型的選取49-50
• 3.2.1 缸內(nèi)氣體流動(dòng)模型49-50
• 3.2.2 燃油噴射及霧化模型50
• 3.2.3 燃燒及排放模型50
• 3.3 計(jì)算模型的驗(yàn)證50-51
• 3.4 柴油機(jī)缸內(nèi)流動(dòng)與燃燒過(guò)程的模擬51-58
• 3.4.1 仿真結(jié)果分析51-54
• 3.4.2 缸內(nèi)噴霧流場(chǎng)模擬及分析54-56
• 3.4.3 溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)的分布56-57
• 3.4.4 排放物濃度場(chǎng)57-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 第四章 高比例二甲醚柴油混合燃料的燃燒特性59-70
• 4.1 混合燃料C、H、O 原子數(shù)目的確定59-61
• 4.2 混合燃料熱值以及當(dāng)量每循環(huán)供油量的計(jì)算61
• 4.3 不同燃料的仿真計(jì)算結(jié)果對(duì)比61-66
• 4.4 不同燃料燃料濃度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的對(duì)比66-68
• 4.5 不同燃料排放物濃度場(chǎng)的對(duì)比68-69
• 4.5.1 NOX 的濃度場(chǎng)對(duì)比68
• 4.5.2 碳粒的濃度場(chǎng)的對(duì)比68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 第五章 不同噴射參數(shù)對(duì)混合燃料燃燒排放的影響70-79
• 5.1 噴油提前角影響70-74
• 5.2 噴油持續(xù)期的影響74-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 第六章 全文工作總結(jié)及展望79-81
• 6.1 全文總結(jié)79-80
• 6.2 工作展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86-87

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 郭鵬;柴油機(jī)燃用甲醇柴油混合燃料的仿真分析[D];太原理工大學(xué);2011年

2 馮丹華;非標(biāo)柴油/二甲醚混合燃料在增壓柴油機(jī)上的應(yīng)用研究[D];太原理工大學(xué);2011年

3 曹杰;粗二甲醚柴油混合燃料燃燒與排放的研究[D];太原理工大學(xué);2011年

4 王娜;柴油機(jī)燃用二甲醚/非標(biāo)重柴油的燃燒仿真研究[D];太原理工大學(xué);2011年

5 劉偉偉;增壓柴油機(jī)摻水試驗(yàn)與仿真研究[D];太原理工大學(xué);2012年

6 李玉娟;柴油機(jī)進(jìn)氣道噴水技術(shù)的試驗(yàn)研究和仿真分析[D];太原理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：高比例二甲醚柴油混合燃料燃燒及排放過(guò)程的仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：396024