發(fā)布時(shí)間：2017-09-20 04:22

  本文關(guān)鍵詞：汽油壓燃低溫燃燒碳煙和NO_x生成數(shù)值模擬研究

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【摘要】：汽油壓燃低溫燃燒是一種新型的燃燒方式,降低碳煙和NO_x的排放的潛力很大。汽油壓燃低溫燃燒在高負(fù)荷碳煙排放比較高,研究碳煙和NO_x缸內(nèi)的形成規(guī)律對(duì)實(shí)現(xiàn)清潔燃燒有很重要的意義。因此,本研究中采用三維數(shù)值模擬的方法對(duì)汽油壓燃低溫燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真和分析,對(duì)其碳煙和NO_x的生成和演化過(guò)程進(jìn)行研究。本研究中采用KIVA內(nèi)燃機(jī)仿真程序,并耦合C HEMKIN化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)軟件,建立三維數(shù)值計(jì)算模型。對(duì)固定噴油正時(shí),改變EGR率以及固定EGR率,改變噴油正時(shí)兩個(gè)方案進(jìn)行數(shù)值模擬,分析噴油正時(shí)和EGR率對(duì)汽油低溫燃燒和碳煙及NO_x排放的影響。研究表明,在不同的噴油正時(shí)和EGR率下,模擬的缸壓和放熱率曲線(xiàn),碳煙和NO_x排放的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)吻合得很好,驗(yàn)證所建立的模型的可靠性。增加EGR率可以有效降低碳煙排放的同時(shí)能夠降低NO_x排放；噴油正時(shí)滯后,缸內(nèi)碳煙生成速率增加,同時(shí)氧化速率增加更快,碳煙的排放略有降低,而NO_x排放會(huì)增加。在上面的基礎(chǔ)上研究不同燃料物性和組分對(duì)汽油低溫燃燒數(shù)值模擬的影響。研究表明,將正庚烷、異辛烷和甲苯三組分燃料改為正庚烷和異辛烷兩組分燃料,燃料滯燃期變長(zhǎng),碳煙的排放模擬結(jié)果幾乎是零排放,而NO_x排放幾乎沒(méi)有變化,所以甲苯在碳煙數(shù)值模擬研究中有很大的影響；將三組分物性的燃料改為單異辛烷物性的燃料,碳煙排放模擬的數(shù)值降低,碳煙生成位置從燃燒室壁面處轉(zhuǎn)移到燃燒室凹坑,缸內(nèi)燃燒溫度增加,NO_x排放增加。所以燃料物性和組分對(duì)汽油低溫燃燒及排放有很大的影響。
【關(guān)鍵詞】：汽油 低溫燃燒 碳煙 燃料物性 數(shù)值模擬
【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】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK401
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10-12
• 1.2 低溫燃燒技術(shù)的發(fā)展12-16
• 1.2.1 低溫燃燒技術(shù)的發(fā)展12-14
• 1.2.2 汽油低溫燃燒的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 燃料特性對(duì)低溫燃燒影響的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 碳煙的生成16-19
• 1.3.1 顆粒排放物16-17
• 1.3.2 碳煙的生成17-18
• 1.3.3 碳煙前驅(qū)物PAH生成機(jī)理18-19
• 1.4 論文研究的意義和主要內(nèi)容19-20
• 第二章 汽油低溫燃燒CFD模型的建立20-29
• 2.1 KIVA計(jì)算程序簡(jiǎn)介20-22
• 2.1.1 KIVA程序的發(fā)展20-21
• 2.1.2 KIVA程序的計(jì)算流程21-22
• 2.2 KIVA程序使用的物理子模型22-26
• 2.2.1 湍流模型22-23
• 2.2.2 噴霧破碎模型23
• 2.2.3 多組分蒸發(fā)模型23-24
• 2.2.4 燃燒模型24
• 2.2.5 碳煙模型24-25
• 2.2.6 NO_x生成模型25-26
• 2.3 數(shù)值模擬模型建立26-28
• 2.3.1 物理模型的建立26-27
• 2.3.2 簡(jiǎn)化機(jī)理的選擇27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 汽油壓燃低溫燃燒碳煙和NO_x排放模擬研究29-45
• 3.1 汽油壓燃低溫燃燒數(shù)值模型的驗(yàn)證29-32
• 3.2 噴油正時(shí)對(duì)汽油壓燃低溫燃燒碳煙和NO_x排放的影響32-38
• 3.2.1 噴油正時(shí)對(duì)油氣混合的影響33-34
• 3.2.2 噴油正時(shí)對(duì)汽油壓燃低溫燃燒的影響34
• 3.2.3 噴油正時(shí)對(duì)碳煙排放的影響34-37
• 3.2.4 噴油正時(shí)對(duì)NO_x排放的影響37-38
• 3.3 EGR對(duì)汽油壓燃低溫燃燒碳煙和NO_x排放的影響38-44
• 3.3.1 EGR對(duì)油氣混合的影響38-39
• 3.3.2 EGR對(duì)汽油壓燃低溫燃燒的影響39-40
• 3.3.3 EGR對(duì)汽油壓燃低溫燃燒碳煙排放的影響40-43
• 3.3.4 EGR對(duì)汽油壓燃低溫燃燒NO_x排放的影響43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 燃料特性對(duì)汽油低溫燃燒碳煙和NO_x排放模擬研究45-60
• 4.1 燃料物性對(duì)汽油低溫燃燒碳煙和NO_x排放影響的模擬45-53
• 4.1.1 燃料物性對(duì)燃燒的影響45-48
• 4.1.2 燃料物性對(duì)汽油低溫燃燒碳煙排放影響48-52
• 4.1.3 燃料物性對(duì)汽油低溫燃燒NO_x排放影響52-53
• 4.2 燃料組分對(duì)汽油低溫燃燒碳煙和NO_x排放影響的模擬53-58
• 4.2.1 燃料組分對(duì)燃燒的影響53-55
• 4.2.2 燃料組分對(duì)汽油低溫燃燒碳煙排放影響55-57
• 4.2.3 燃料組分對(duì)汽油低溫燃燒NO_x排放影響57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-60
• 第五章 全文總結(jié)及工作展望60-62
• 5.1 全文總結(jié)60-61
• 5.2 工作展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況68

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