二甲醚純燃料與二甲醚-液化石油氣混合燃料均質壓燃燃燒模擬研究.pdf

1、隨著人們對能源短缺和環(huán)境保護的日益關注,降低發(fā)動機的能源消耗和排放成為發(fā)動機開發(fā)的兩個主要問題.均質充量壓縮著火(HCCI)燃燒方式能有效地降低發(fā)動機的NO<,x>和碳煙排放,實現發(fā)動機高效低污染的燃燒,近年來日益受到人們的重視.但HCCI燃燒很難在寬廣的負荷運行范圍內對著火和燃燒進行控制.根據HCCI燃燒方式中燃料的著火和燃燒受其氧化反應的化學動力學控制的觀點,本文基于燃料氧化的化學動力學理論,采用數值模擬和試驗研究相結合的方法研究了

2、純燃料二甲醚(DME)和二甲醚/液化石油氣(DME/LPG)混合燃料HCCI著火和燃燒特性.1.通過改造柴油機進氣系統(tǒng),在2135柴油機上試驗研究了二甲醚燃料的HCCI燃燒和排放特性.2.利用改進的HCT程序采用單區(qū)燃燒模型和詳細化學反應動力學機理對二甲醚HCCI燃燒進行了數值模擬,并考察了燃料氧化的化學反應動力學模型和壁面?zhèn)鳠釋τ嬎憬Y果的影響.3.采用反應流分析方法對二甲醚氧化反應動力學機理在HCCI燃燒邊界條件下的反應歷程和反應放熱

3、機理進行了分析.4.數值模擬研究了燃空當量比、進氣充量溫度、壓縮比、發(fā)動機轉速和EGR等參數對二甲醚HCCI燃燒的影響.5.針對二甲醚HCCI燃燒著火太早燃燒太快的缺點,根據燃料設計理論,采用高十六烷值燃料DME與高辛烷值燃料LPG混合形成混合燃料以控制HCCI著火和燃燒,拓寬發(fā)動機的負荷運行范圍,并采用數值模擬方法進行了研究.通過構建DME/LPG混合燃料的化學反應動力學機理,采用單區(qū)燃燒模型對DME/LPG混合燃料的HCCI燃燒模擬

4、研究表明:DME/LPG雙燃料表現出明顯的兩階段放熱特性.混合燃料中DME濃度或LPG濃度對混合燃料的HCCI著火和燃燒具有顯著影響.低溫放熱峰值大小及著火時刻取決于DME濃度,而高溫放熱階段與LPG濃度關系密切.DME/LPG混合燃料的HCCI著火存在最低DME濃度,且隨燃料總熱量增大而增大.在燃料完全燃燒情況下,指示平均有效壓力隨LPG濃度增大而增大.6.模擬研究表明,采用燃料設計方法可以控制HCCI著火和燃燒,拓寬HCCI發(fā)動機的