以生物柴油和柴油混合燃料為研究對象,采用AVL-Fire和Chemkin軟件耦合,簡化正庚烷-癸酸甲酯-9-癸烯酸甲酯燃燒反應(yīng)機(jī)理作為燃燒化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理,構(gòu)建了有3 299個組分和10 806個基元反應(yīng)的生物柴油/柴油化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型,分析了EGR率和生物柴油/柴油摻混比對乙炔、苯、萘、菲和芘等碳煙前驅(qū)體生成規(guī)律的影響.結(jié)果表明:碳煙前驅(qū)體主要生成于預(yù)混燃燒階段;隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增加,碳煙前驅(qū)體生成量呈先升高后降低的趨勢;隨著生物柴油/柴油摻混比的增加,碳煙前驅(qū)體的初始生成時刻提前,生成量峰值和最終生成量都有所降低;隨著EGR率的增加,生成量峰值時刻都有所滯后,乙炔生成量峰值降低,最終生成量逐漸升高,苯、萘、菲和芘最終生成量有所增加. 

【文章來源】：江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,41(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

燃燒室網(wǎng)格模型

為驗證模型的準(zhǔn)確性,在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r·min-1、75%負(fù)荷及EGR率為0工況下,應(yīng)用奧地利DEWETRON公司生產(chǎn)的EWE-5000DAQ缸內(nèi)燃燒壓力采集系統(tǒng),瑞士KISTLER公司生產(chǎn)的KSM071860壓力傳感器等儀器,實測了柴油發(fā)動機(jī)的示功圖,得出燃燒氣缸壓力.其中,氣缸壓力傳感器測量范圍為0～25 MPa,靈敏度為-2×10-10 C·MPa-1.將燃用B15的缸內(nèi)壓力計算值與臺架試驗值進(jìn)行對比(見圖2),驗證模型的準(zhǔn)確性.由圖2可知:燃用B15時的缸內(nèi)壓力計算值與試驗值曲線基本吻合,由于環(huán)境因素等原因?qū)е碌恼`差小于5%,具有很好的準(zhǔn)確性,可以使用該模型進(jìn)行數(shù)值計算.

圖3為不同EGR率下柴油發(fā)動機(jī)分別燃用B15和B30時乙炔的生成規(guī)律.由圖3可知:隨著燃油中生物柴油的摻混比增加,乙炔的初始生成時刻前移,生成量峰值減少;相比于燃用B15,EGR率為0的情況下,燃用B30時的乙炔初始生成時刻前移了0.8°,生成量峰值降低了17.2%,EGR率為10%時降低了16.9%,EGR率為20%時降低了16.3%,EGR率為30%時降低了15.3%,減緩了苯環(huán)的形成及前驅(qū)體的生長.原因是隨著生物柴油/柴油摻混比增加,混合燃料中的十六烷值升高,滯燃期縮短,燃油裂解時刻提前,從而使乙炔的初始生成時刻前移.隨著生物柴油/柴油摻混比的增加,混合燃料中的氧含量也增加,促進(jìn)了乙炔的氧化反應(yīng)(C2H2+OH=CH2CO+H),使乙炔的生成量峰值減少.隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增大,乙炔的生成量先增加后減少.這是因為預(yù)混燃燒初期,燃油高溫裂解生成大量乙炔,乙炔的生成量迅速增加.隨著燃燒的進(jìn)行,乙炔通過環(huán)化反應(yīng)形成芳香烴苯或被氧化,導(dǎo)致乙炔的生成量逐漸減少.


本文編號：3577841