氣體碳?xì)淙剂蠐綒漕A(yù)混火焰?zhèn)鞑ニ俣燃疤紵燁w粒生成研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問(wèn)題日益突出，尋找新的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和降低排放迫在眉睫。氣體燃料被認(rèn)為是最具有實(shí)用價(jià)值的發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料并在發(fā)動(dòng)機(jī)中被廣泛研究，且氣體燃料摻氫后可以明顯改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和排放。層流火焰作為缸內(nèi)燃燒的基礎(chǔ)對(duì)了解缸內(nèi)燃燒過(guò)程有重要意義；而對(duì)碳煙顆粒的生成過(guò)程進(jìn)行研究則可以有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放。因此，本文在對(duì)沖平面火焰臺(tái)架上，使用粒子圖像測(cè)速儀（PIV）對(duì)甲烷、乙烷和丙烷摻氫層流火焰速度以及不同出口溫度下甲烷摻氫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣冗M(jìn)

2、行實(shí)驗(yàn)測(cè)量；并進(jìn)行模擬計(jì)算與分析。在預(yù)混火焰臺(tái)架上，使用熱泳探針采樣及透射電鏡（TEM）分析方法對(duì)摻氫乙炔預(yù)混火焰碳煙生成進(jìn)行研究。
　　研究顯示，摻氫比增加，甲烷、乙烷和丙烷火焰速度增大并與摻氫比基本呈線性關(guān)系；且摻氫對(duì)甲烷火焰速度的影響較乙烷和丙烷大。模擬分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng) R1：H+O2<=>OH+O對(duì)甲烷、乙烷和丙烷摻氫火焰速度有非常明顯的促進(jìn)作用且隨著摻氫比增加而越明顯；H、O和OH自由基的摩爾分?jǐn)?shù)隨摻氫比增加而增大。因此摻

3、氫增加火焰速度的主要原因是，H自由基濃度增加促使反應(yīng)R1向正方向移動(dòng)。對(duì)比甲烷、乙烷和丙烷摻氫火焰發(fā)現(xiàn)，R1對(duì)甲烷摻氫火焰速度促進(jìn)作用最強(qiáng)，且甲烷火焰中自由基濃度增加更明顯；因此摻氫對(duì)甲烷火焰速度影響更大。
　　甲烷摻氫火焰速度隨出口溫度升高而升高且仍與摻氫比基本呈線性關(guān)系。模擬分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)R1的敏感性系數(shù)隨出口溫度升高而減小。H、OH、O和CH3自由基濃度及生成速率隨溫度升高而增大；說(shuō)明溫度升高導(dǎo)致基元反應(yīng)的整體反應(yīng)速率加快，