本文關(guān)鍵詞：正丁基苯—正庚烷柴油表征燃料的模擬與試驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著車用發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)的日益嚴(yán)格和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,三維數(shù)值模擬技術(shù)已成為發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)燃燒模式開發(fā)過程中不可或缺的工具。對(duì)于柴油機(jī)的燃燒模擬,柴油表征燃料的構(gòu)成及其機(jī)理的精度直接影響了模擬計(jì)算結(jié)果的精度。本研究選擇烷基苯中具有較強(qiáng)代表性的正丁基苯做為柴油單環(huán)芳烴的表征組分,首先利用化學(xué)動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析軟件Chemkin-Pro對(duì)正丁基苯詳細(xì)化學(xué)動(dòng)力學(xué)機(jī)理(包含960種物質(zhì),4330個(gè)基元反應(yīng))的主要氧化反應(yīng)路徑進(jìn)行分析。利用反應(yīng)路徑分析、敏感性分析、直接關(guān)系圖法等方法簡(jiǎn)化該詳細(xì)機(jī)理得到了一個(gè)包含138種物質(zhì)、694個(gè)基元反應(yīng)的正丁基苯簡(jiǎn)化機(jī)理。將簡(jiǎn)化機(jī)理計(jì)算結(jié)果與正丁基苯在激波管、快速壓縮機(jī)中的點(diǎn)火延時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及射流攪拌反應(yīng)器中間產(chǎn)物濃度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,該簡(jiǎn)化機(jī)理能夠真實(shí)反映正丁基苯的氧化過程。為了構(gòu)建正丁基苯-正庚烷柴油表征燃料機(jī)理,將該簡(jiǎn)化機(jī)理與正庚烷簡(jiǎn)化機(jī)理進(jìn)行合并,并根據(jù)正庚烷和正丁基苯混合物在激波管和快速壓縮機(jī)中氧化燃燒的點(diǎn)火延時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)相關(guān)反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,添加NOx機(jī)理和PAH生成機(jī)理,最終構(gòu)建了一個(gè)包含161種物質(zhì),862個(gè)反應(yīng)的柴油表征燃料燃燒氧化機(jī)理。在一臺(tái)高速小型柴油機(jī)上對(duì)商用柴油、20%甲苯+80%正庚烷(TRF20)、20%正丁基苯+80%正庚烷(BRF20)、30%正丁基苯+70%正庚烷(BRF30)四種燃料的燃燒和排放進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：在燃燒方面BRF30與TRF20的缸壓和放熱率有相同的表征性能；在排放方面,BRF30的NOx、CO和THC排放與TRF20相接近；但是,在排放顆粒物數(shù)量粒徑分布方面有明顯不同,BRF30在中小負(fù)荷工況下對(duì)商用柴油的表征性能更好,而TRF20在大負(fù)荷工況下對(duì)商用柴油的表征更準(zhǔn)確。最后,將正丁基苯-正庚烷組成的柴油表征燃料機(jī)理用于三維數(shù)值模擬軟件AVL-Fire與化學(xué)動(dòng)力學(xué)程序Chemkin的耦合計(jì)算,結(jié)果表明,計(jì)算得到的缸壓、放熱率和主要排放物與試驗(yàn)值基本吻合,表明該燃料機(jī)理能夠準(zhǔn)確表征商用柴油的燃燒及排放性能。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 表征燃料 正丁基苯 顆粒物排放 簡(jiǎn)化機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK421.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)表征燃料簡(jiǎn)介10-11
• 1.3 柴油的化學(xué)組成11-12
• 1.4 柴油表征燃料的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 柴油環(huán)芳烴族的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.6 本課題研究目的、內(nèi)容、方法和意義15-17
• 第二章 正丁基苯燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)分析及詳細(xì)機(jī)理的簡(jiǎn)化17-41
• 2.1 正丁基苯詳細(xì)機(jī)理的路徑分析17-28
• 2.2 正丁基苯機(jī)理的敏感性分析28-32
• 2.3 基于DRG與DRGEP法的機(jī)理縮減32-35
• 2.4 正丁基苯簡(jiǎn)化機(jī)理的驗(yàn)證35-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 正丁基苯-正庚烷柴油表征燃料的構(gòu)建41-49
• 3.1 正丁基苯機(jī)理與正庚烷機(jī)理的合并41
• 3.2 正丁基苯機(jī)理與正庚烷機(jī)理的驗(yàn)證41-42
• 3.3 不同正丁基苯摻混比例的比較42-45
• 3.4 NO_x生成和PAH預(yù)測(cè)機(jī)理45-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 柴油表征燃料的比較試驗(yàn)49-61
• 4.1 試驗(yàn)裝置49-52
• 4.2 試驗(yàn)燃油和方法52-53
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析53-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 三維動(dòng)力學(xué)耦合化學(xué)動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬61-66
• 5.1 柴油機(jī)三維模擬模型的建立61-63
• 5.2 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比對(duì)63-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第六章 全文總結(jié)與工作展望66-68
• 6.1 全文總結(jié)66-67
• 6.2 工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 于彬彬;正丁基苯—正庚烷柴油表征燃料的模擬與試驗(yàn)研究[D];廣西大學(xué);2015年

2 谷成;仲丁基苯酚類衍生物的合成研究[D];湘潭大學(xué);2007年

3 陳玉;仲丁基苯液相氧化工藝優(yōu)化與動(dòng)力學(xué)研究[D];華東理工大學(xué);2014年

4 史福濤;仲丁基苯氧化分解生產(chǎn)苯酚丁酮的研究[D];北京化工大學(xué);2011年

5 王瑩;苯與丁烯烷基化合成仲丁基苯的研究[D];北京化工大學(xué);2010年

6 董雪;氣相合成N-丁基苯胺的Cu/SiO_2催化劑的研究[D];遼寧師范大學(xué);2008年

7 趙冬梅;有機(jī)電致發(fā)光材料LMY的合成及其工藝路線研究[D];華東理工大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：801144