隨著石油資源的逐漸枯竭和環(huán)境污染的日益加劇,具有清潔、可再生性等特點(diǎn)的生物質(zhì)能源在近年來受到了更廣泛的關(guān)注。在多種生物質(zhì)能利用方式中,生物質(zhì)氣化得到生物質(zhì)氣體,然后將其用作內(nèi)燃機(jī)的燃料有很好的開發(fā)應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)外對(duì)生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究開展較晚,已有的研究成果主要關(guān)注生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)改型和試驗(yàn)分析,沒有從化學(xué)動(dòng)力學(xué)的角度深入分析生物質(zhì)氣的缸內(nèi)燃燒過程,對(duì)生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒及排放特性研究不夠深入。本文首先從化學(xué)動(dòng)力學(xué)的角度,研究生物質(zhì)氣的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,運(yùn)用敏感性分析方法對(duì)GRI-Mech 3.0機(jī)理進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算,得到一套包含27種組分、54步基元反應(yīng)的適用于生物質(zhì)氣燃燒模擬的簡(jiǎn)化機(jī)理。將簡(jiǎn)化機(jī)理的計(jì)算結(jié)果分別與GRI機(jī)理模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了該簡(jiǎn)化機(jī)理的準(zhǔn)確性。然后將化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與三維計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件耦合,構(gòu)建生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模擬平臺(tái),計(jì)算生物質(zhì)氣的缸內(nèi)燃燒過程,分析點(diǎn)火提前角、當(dāng)量比、初始溫度、壓縮比、燃料組分等參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放的影響。生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)整體燃燒過程分為明顯的著火落后期、明顯燃燒期和后燃期三個(gè)階段。在明顯燃燒期內(nèi)混合氣發(fā)生快速的燃燒放熱反應(yīng),放熱率呈現(xiàn)...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物質(zhì)能源利用研究現(xiàn)狀
        1.2.2 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.3 生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基于敏感性分析的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)化
    2.1 CHEMKIN組成及原理
        2.1.1 CHEMKIN的組成結(jié)構(gòu)
        2.1.2 CHEMKIN的工作原理
    2.2 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        2.2.1 內(nèi)燃機(jī)反應(yīng)器模型
        2.2.2 GRI-Mech 3.0 詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
        2.2.3 敏感性分析原理
    2.3 基于敏感性分析的反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)化過程
        2.3.1 內(nèi)燃機(jī)反應(yīng)器計(jì)算條件
        2.3.2 溫度的敏感性分析結(jié)果
        2.3.3 關(guān)鍵組分濃度的敏感性分析結(jié)果
        2.3.4 敏感性分析簡(jiǎn)化結(jié)果
    2.4 簡(jiǎn)化機(jī)理的驗(yàn)證
        2.4.1 簡(jiǎn)化機(jī)理與GRI機(jī)理對(duì)比驗(yàn)證
        2.4.2 簡(jiǎn)化機(jī)理與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程模擬分析
    3.1 生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模擬平臺(tái)構(gòu)建
        3.1.1 數(shù)學(xué)仿真模型
        3.1.2 網(wǎng)格密度和時(shí)間步長(zhǎng)選擇
        3.1.3 初始條件和邊界條件的確立
        3.1.4 模擬平臺(tái)的驗(yàn)證
    3.2 生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程模擬
        3.2.1 生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒階段及特性
        3.2.2 生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)關(guān)鍵成分變化歷程
    3.3 本章小結(jié)
第4章 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
    4.1 點(diǎn)火提前角對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
        4.1.1 點(diǎn)火提前角對(duì)燃燒過程的影響
        4.1.2 點(diǎn)火提前角對(duì)排放性能的影響
    4.2 過量空氣系數(shù)對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
        4.2.1 過量空氣系數(shù)對(duì)燃燒過程的影響
        4.2.2 過量空氣系數(shù)對(duì)排放性能的影響
    4.3 初始溫度對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
        4.3.1 初始溫度對(duì)燃燒過程的影響
        4.3.2 初始溫度對(duì)排放性能的影響
    4.4 壓縮比對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
        4.4.1 壓縮比對(duì)燃燒過程的影響
        4.4.2 壓縮比對(duì)排放性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 組分濃度對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
    5.1 CH₄濃度對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
        5.1.1 CH₄濃度對(duì)燃燒過程的影響
        5.1.2 CH₄濃度對(duì)排放性能的影響
    5.2 CO濃度對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
        5.2.1 CO濃度對(duì)燃燒過程的影響
        5.2.2 CO濃度對(duì)排放性能的影響
    5.3 H₂濃度對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
        5.3.1 H₂濃度對(duì)燃燒過程的影響
        5.3.2 H₂濃度對(duì)排放性能的影響
    5.4 CO₂濃度對(duì)燃燒及排放性能的影響分析
        5.4.1 CO₂濃度對(duì)燃燒過程的影響
        5.4.2 CO₂濃度對(duì)排放性能的影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 GRI-Mech 3.0基元反應(yīng)方程式
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果
致謝



本文編號(hào)：3781511