正丁醇-正庚烷在快速壓縮機(jī)中著火特性的研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)的顯現(xiàn)和環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng),新型的內(nèi)燃機(jī)燃燒技術(shù)——均質(zhì)壓縮燃燒(HCCI)和車用代用燃料都受到了研究人員的重視。雖然目前已有多種可再生能源具有替代汽油、柴油等化石燃料的潛力,但都因為各自自身不易克服的缺陷而未能廣泛應(yīng)用。正丁醇由于較甲醇、乙醇等常見替代燃料有更高的能量密度、更低的蒸發(fā)壓力、更弱的親水性而引起了科研人員的重視。近年來,隨著正丁醇的生物制取法得到發(fā)展,它成為了可再生替代燃料研究熱點。
　　為了解正庚烷,正

2、丁醇/正庚烷混合燃料的均質(zhì)壓燃著火特性,本文在快速壓縮機(jī)上研究了正庚烷、正丁醇/正庚烷混合燃料在不同的溫度、壓力和當(dāng)量比條件下的著火特性;通過建立仿真模型,驗證了實驗結(jié)果,并進(jìn)一步分析了正庚烷、正丁醇在不同的溫度下的的著火延時敏感性,及其主要的氧化反應(yīng)路徑。結(jié)果表明:
　　(1)正庚烷在快速壓縮機(jī)中均質(zhì)壓燃時,實驗和模擬研究都得到其著火延時隨溫度的變化分為低溫、中溫和高溫三個區(qū)域,在低溫、高溫區(qū)時,其著火延時隨溫度上升而縮短的趨勢

3、明顯,但在中溫區(qū)域,正庚烷的著火延時隨溫度變化非常緩慢,呈現(xiàn)出明顯的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)現(xiàn)象。而正丁醇/正庚烷混合燃料中含有正庚烷時,其著火延時規(guī)律和正庚烷的相同,只是隨著正丁醇含量的增加,其著火延時有所延長。模擬研究的結(jié)果表明純正丁醇的著火延時沒有負(fù)溫度系數(shù)現(xiàn)象。
　　(2)對于不同的燃料,其當(dāng)量比的增加或活塞到達(dá)上止點的壓力上升都會使燃料的著火延時縮短。但當(dāng)量比的改變不會改變負(fù)溫度系數(shù)區(qū)域的范圍,而上止點壓力的上升會使負(fù)溫度系

4、數(shù)區(qū)域的范圍向高溫方向偏移。
　　(3)模擬研究燃料的著火延時敏感性得知,燃料在不同溫度下其著火延時的敏感性不同。將燃料的敏感性分析結(jié)合正庚烷、正丁醇在不同溫度下的反應(yīng)路徑得知:在低溫條件下,燃料的消耗路徑主要是低溫鏈分支反應(yīng),因此這些反應(yīng)對著火延時也更敏感;在高溫條件下,燃料消耗的主要路徑是高溫裂解,此時對著火延時更敏感的則是大分子的裂解及小分子的反應(yīng);在中溫區(qū)域,正庚烷的低溫反應(yīng)路徑會有所改變,其減少了正庚烷的低溫鏈分支反應(yīng),