醇醚燃料作為對石油資源的補(bǔ)充，對于我國的能源安全來說具有深遠(yuǎn)的意義。將醇醚與柴油混合后應(yīng)用到壓燃式發(fā)動機(jī)可使其排放取得基本無煙、低氮氧化物（NOx）的效果，促進(jìn)環(huán)境狀況的改善。本文以4100Q發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ)，建立了燃燒室模型，研究甲醇、二甲醚、柴油三種燃料不同摻燒比的內(nèi)部流場狀態(tài)和排放情況，確定最佳摻燒比，并在此最佳摻燒比的基礎(chǔ)上確定最佳噴油參數(shù)。本文主要研究工作如下：（1）利用AVL-FIRE軟件建立了4100Q發(fā)動機(jī)的燃燒室模型并進(jìn)行了網(wǎng)格的劃分，將仿真值與試驗值進(jìn)行了對比，驗證了燃燒室模型的合理性。（2）以質(zhì)量比固定柴油含量70%不變，分別將甲醇以12%、8%、4%和0%的比例添加到柴油當(dāng)中，其余添加二甲醚。研究了這4種混合燃料在2200r/min高負(fù)荷工況下缸內(nèi)溫度、壓力、累積放熱量、NOx和Soot排放的情況，并與柴油作了比較。結(jié)果表明:在高負(fù)荷工況下，混合燃料中甲醇含量越多，缸內(nèi)壓力越大，但是缸內(nèi)壓力峰值對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角位置基本不變；隨著混合燃料中甲醇含量的升高，放熱率曲線峰值減小，最高缸內(nèi)溫度呈下降趨勢，NOx排放量降低，Soot排放量上升。（3）以質(zhì)量比固定甲醇含量12%不... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 能源危機(jī)與環(huán)境壓力
    1.2 醇醚燃料的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 醇醚燃料的理化特性
        1.2.2 二甲醚的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 甲醇的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 甲醇與二甲醚混合燃料的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 內(nèi)燃機(jī)燃燒模擬計算模型
    2.1 基本控制方程
        2.1.1 質(zhì)量守恒方程
        2.1.2 動量守恒方程
        2.1.3 能量守恒方程
    2.2 氣體湍流模型
        2.2.1 缸內(nèi)湍流運(yùn)動過程
        2.2.2 常用湍流流動模型
    2.3 燃油噴霧模型
        2.3.1 液滴蒸發(fā)模型
        2.3.2 液滴破碎模型
        2.3.3 噴霧液滴湍流擴(kuò)散模型
        2.3.4 碰壁模型
    2.4 燃燒模型
    2.5 排放物生成模型
        2.5.1 NOx 排放物生成模型
        2.5.2 碳煙排放物模型
    2.6 本章小結(jié)
第三章 燃燒室模型的建立及驗證
    3.1 燃燒室模型的建立
        3.1.1 柴油機(jī)參數(shù)
        3.1.2 幾何模型的建立
        3.1.3 劃分網(wǎng)格
    3.2 初始條件和邊界條件的確定
        3.2.1 曲軸轉(zhuǎn)角
        3.2.2 邊界條件的確定
        3.2.3 初始條件的確定
    3.3 噴油提前角和當(dāng)量循環(huán)供油量的確定
        3.3.1 噴油提前角的確定
        3.3.2 當(dāng)量循環(huán)供油量的確定
    3.4 計算模型的驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 醇醚燃料的燃燒特性和排放特性
    4.1 甲醇含量對混合燃料燃燒特性和排放特性的影響
        4.1.1 甲醇含量對混合燃料燃燒特性的影響
        4.1.2 甲醇含量對混合燃料排放特性的影響
        4.1.3 濃度場和溫度場的對比
        4.1.4 排放物濃度場的對比
    4.2 柴油含量對混合燃料燃燒特性和排放特性的影響
        4.2.1 柴油含量對混合燃料燃燒特性的影響
        4.2.2 柴油含量對混合燃料排放特性的影響
        4.2.3 濃度場和溫度場的對比
        4.2.4 排放物濃度場的對比
    4.3 本章小結(jié)
第五章 噴油參數(shù)對醇醚燃料燃燒和排放性能的影響
    5.1 噴油提前角對醇醚燃料燃燒和排放性能的影響
    5.2 噴油持續(xù)期對混合燃料燃燒和排放性能的影響
    5.3 噴油規(guī)律對混合燃料燃燒和排放性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]二甲醚發(fā)動機(jī)燃燒與排放特性及其性能優(yōu)化[D]. 張俊軍.上海交通大學(xué) 2009
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碩士論文
[1]二甲醚發(fā)動機(jī)低壓共軌系統(tǒng)性能研究[D]. 呂天浩.武漢科技大學(xué) 2014
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[5]基于醇醚燃料復(fù)合燃燒模式的壓燃發(fā)動機(jī)性能與排放特性研究[D]. 諶祖迪.華中科技大學(xué) 2011
[6]不同比例甲醇汽油發(fā)動機(jī)的燃燒與排放特性試驗研究[D]. 王真.清華大學(xué) 2010
[7]內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)氣流運(yùn)動的評價與分析[D]. 鄭振鑫.天津大學(xué) 2009
[8]壓燃式發(fā)動機(jī)燃用二甲醚的復(fù)合燃燒研究[D]. 周瑾.上海交通大學(xué) 2008
[9]內(nèi)燃機(jī)工作過程的三維數(shù)值模擬[D]. 劉安.大連海事大學(xué) 2007
[10]柴油摻燒二甲醚在柴油機(jī)上的應(yīng)用研究[D]. 劉國濤.武漢理工大學(xué) 2003



本文編號：3427635