“富煤、少油、有氣”是我國當前總的能源儲量結(jié)構(gòu)特點。煤基替代燃料的使用能夠有效的緩解我國的能源短缺及不平衡問題,有利于國家轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方向和提高能源效率,對于緩解我國石油資源緊缺、保障國家能源安全和實現(xiàn)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。通過煤間接液化技術(shù)合成的F-T柴油是一種重要的煤基替代燃料,具有高十六烷值、燃燒效率高和排放清潔等特點。煤基柴油的實驗特性和生產(chǎn)方法已有廣泛研究,但是目前關(guān)于其化學反應動力模型的研究尚少。主要原因是煤基柴油的組分構(gòu)成非常復雜,且包含眾多結(jié)構(gòu)復雜的重烴,故其化學反應機理非常龐大,使用其詳細機理在流動-燃燒耦合數(shù)值模擬時,會產(chǎn)生極大的剛性問題并往往需要巨大的計算消耗。故對煤基柴油構(gòu)造結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠的簡化機理對其在發(fā)動機的多維計算流體力學模擬至關(guān)重要。本文通過考察C/H質(zhì)量比、十六烷值、低熱值等物化參數(shù),選取正十二烷與異構(gòu)十六烷作為煤基柴油的表征燃料組分,并分別對兩種組分構(gòu)建簡化機理。在簡化過程中,選取激波管、射流攪拌反應模型和一維層流預混火焰作為研究燃燒機理的反應模型,其中重點關(guān)注機理在激波管模型中的計算,并確定燃料的滯燃期、重要中間物種的反應過程濃度變化...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 環(huán)境污染的排放問題
        1.1.2 中國能源問題
        1.1.3 研究意義
    1.2 煤基柴油研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤直接液化柴油
        1.2.2 煤間接液化柴油
    1.3 燃料燃燒機理研究現(xiàn)狀
        1.3.1 詳細反應機理研究
        1.3.2 反應機理簡化方法
        1.3.3 反應機理優(yōu)化方法
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 煤基柴油模型燃料選擇及其反應機理簡化方法
    2.1 概述
    2.2 模型燃料
        2.2.1 模型燃料構(gòu)建及驗證方法
        2.2.2 本文煤基柴油模型燃料的構(gòu)建策略
    2.3 反應機理簡化方法及優(yōu)化方法
        2.3.1 機理簡化平臺Chemkin及其計算模型
        2.3.2 機理簡化方法及軟件實現(xiàn)
        2.3.3 優(yōu)化算法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 煤基柴油模型燃料組分異十六烷的機理簡化
    3.1 概述
    3.2 異十六烷簡化機理的構(gòu)建
        3.2.1 計算條件
        3.2.2 簡化操作與流程
        3.2.3 反應參數(shù)的優(yōu)化
    3.3 異十六烷簡化機理的驗證
        3.3.1 ST滯燃期對比驗證
        3.3.2 JSR物種濃度對比驗證
        3.3.3 PREMIX層流火焰速度驗證
    3.4 本章小結(jié)
第四章 煤基柴油模型燃料組分正十二烷的機理簡化
    4.1 概述
    4.2 正十二烷簡化機理的構(gòu)建
        4.2.1 計算條件
        4.2.2 簡化操作與流程
    4.3 正十二烷簡化機理的驗證
        4.3.1 ST滯燃期對比驗證
        4.3.2 JSR物種濃度對比驗證
        4.3.3 PREMIX層流火焰速度驗證
        4.3.4 CFD噴霧燃燒的點火時間驗證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 煤基柴油模型燃料機理的構(gòu)建與驗證
    5.1 煤基柴油模型燃料機理構(gòu)建
    5.2 模型燃料機理關(guān)于單組分的計算驗證
        5.2.1 異十六烷組分在模型燃料中的機理驗證
        5.2.2 正十二烷組分在模型燃料中的機理驗證
    5.3 煤基柴油模型燃料的三維定容燃燒驗證
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 本文主要創(chuàng)新點
    6.3 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3816316