【摘要】：近些年來，生物柴油作為一種新型的環(huán)保型柴油機替代混合物受到各國的青睞，它的物化特性與柴油類似，可以直接作為現(xiàn)有的柴油機燃料，同時排放性能又優(yōu)于傳統(tǒng)的發(fā)動機燃料。因此，生物柴油在減少石油消耗和保護環(huán)境兩方面都具有重要意義。 本文首先是以葵酸甲酯（C_(11)H_(22)O_2）和正庚烷（nC7H16）作為生物柴油替代混合物，構(gòu)建一個包含有691種組分，3226個基元反應(yīng)的生物柴油替代混合物的詳細(xì)化學(xué)動力學(xué)機理。其次在不同工況的激波管條件下驗證了該詳細(xì)機理的著火延遲時間是合理的。然后通過HCCI發(fā)動機條件下缸內(nèi)燃燒計算其缸內(nèi)壓力以及不同工況下主要排放物等證明該構(gòu)建機理是合理的，可用來計算內(nèi)燃機燃燒過程的數(shù)值模擬。 通過對生物柴油替代混合物在HCCI發(fā)動機條件下燃燒過程的分析，發(fā)現(xiàn)生物柴油替代混合物的燃燒過程呈現(xiàn)低溫燃燒階段和高溫燃燒階段兩階段放熱過程，且這兩階段的放熱過程被負(fù)溫度系數(shù)區(qū)域（900~1000K）隔開；同時還可以知道，正庚烷在低溫階段主要是通過脫氫自由基OH、HO2等的脫氫作用以及加氧過程消耗掉，而葵酸甲酯除通過脫氫作用和加氧作用消耗外，還可以通過分解反應(yīng)生成含碳原子數(shù)更少的甲酯基，這主要是由于其脫氫產(chǎn)物葵酸甲酯基內(nèi)部結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵能的不平衡造成的。 通過對燃燒過程中N元素的演變歷程的分析可知，進(jìn)入汽缸中的N2到NO_X的變化過程中，自由基CH_3、OH、H、O和O2為其重要的中間物質(zhì)，通過控制這些重要中間物質(zhì)的生成可以有效的減少廢氣中NO_X的排放。 利用敏感性分析法和路徑分析法相結(jié)合的辦法，對前期構(gòu)建的生物柴油替代混合物進(jìn)行機理簡化，得到了一個包含有113種物質(zhì)和306個基元反應(yīng)的簡化動力學(xué)模型。通過與不同條件下激波管實驗條下以及詳細(xì)機理著火延遲時間的對比發(fā)現(xiàn)，該簡化機理能夠很好地吻合正庚烷和葵酸甲酯的著火延遲時間；通過對不同工況下HCCI發(fā)動機燃燒條件下，生物柴油簡化機理與實驗機理的對比分析發(fā)現(xiàn)，該簡化機理能夠很好的吻合缸內(nèi)的壓力和缸內(nèi)的溫度，同時能夠很好的再現(xiàn)缸內(nèi)各主要組分的變化趨勢，因此該簡化機理是合理的。 通過對比分析不同工況下的HCCI發(fā)動機條件下燃燒生物柴油替代混合物的詳細(xì)機理和簡化機理，可以發(fā)現(xiàn)：隨著發(fā)動機初始溫度的提高，可以使著火提前，缸內(nèi)溫度升高，但壓力變化不大；隨著初始壓力提高，可以使發(fā)動機著火提前，缸內(nèi)壓力升高，但溫度變化不大；隨著燃空當(dāng)量比的增大，缸內(nèi)溫度和缸內(nèi)壓力均有所提高。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK6
【圖文】：

軟件簡介，越來越多的軟件都可以用來計算燃料燃燒過程的模擬與分析算均采用 CHEMKIN-PRO 軟件。CHEMKIN-PRO 是一款專門針模擬開發(fā)的軟件，CHEMKIN-PRO 的先進(jìn)解算器，支持特別應(yīng)得開發(fā)。CHEMKIN-PRO 作為 CHEMKIN 家族的最新成員，由得到了廣泛的應(yīng)用。EMKIN-PRO 軟件的功能MKIN4.1 以比較合理的價格提供了不是很復(fù)雜的系統(tǒng)以生產(chǎn)為KINETICS 將 CHEMJIN 的有點和 CFD 耦合起來，將更精確的反應(yīng)流模擬中。與以上二者不同的是，CHEMKIN-PRO 是一款理的化學(xué)模擬開發(fā)的軟件，CHEMKIN-PRO 的先進(jìn)解算器和全別應(yīng)用模型的快速而精確的開發(fā)。下圖給出了 CHEMKIN4.1 的功能對比表。

MKIN-PRO 和 CHEMKIN4.1 不同反應(yīng)模型計算action model comparison chart of CHEMKIN-PRO面。CHEMKIN-PRO 為了能夠幫助用戶 CHEMKIN4.14 的基礎(chǔ)上添加了反應(yīng)路徑面，路徑分析器提供了方便機理發(fā)展和減圖 2.3 反應(yīng)路徑分析器的形象化描述 2.3 Figurative description of the reaction path ana

12圖 2.3 反應(yīng)路徑分析器的形象化描述Figurative description of the reaction pat不確定性，用戶通過定義計算誤型簡介動力學(xué)處于核心地位。預(yù)混合燃化學(xué)動力學(xué)是數(shù)值模擬的核心。數(shù)值模擬研究：零維模型、準(zhǔn)維。在本課題的研究過程中，主要使空間的壓力、溫度和組分的濃度

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2756455