甲醇-柴油混合燃料發(fā)動機(jī)噴霧及燃燒過程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、我國正面臨著巨大的能源壓力，其中石油資源短缺、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題最為突出，所以尋找石油替代燃料的工作顯得尤為重要。甲醇是一種環(huán)保型、可再生的生物質(zhì)燃料,可以從煤、木材、天然氣、石油伴生氣、植物秸稈，甚至城市可燃垃圾等物質(zhì)中提煉或合成。而我國是世界產(chǎn)煤第一大國，煤田分布廣泛，南北林區(qū)也相當(dāng)廣闊，利用煤或木材邊料、樹枝、木材、木屑等用工業(yè)化方法生產(chǎn)甲醇是可行的。在不改變柴油機(jī)原結(jié)構(gòu)的情況下，進(jìn)行部分甲醇燃料的摻燒具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

2、。
　　 本文以四缸增壓直噴式柴油機(jī)為原型發(fā)動機(jī)，運(yùn)用AVL F I r e軟件建立了三維CFD 計算模型，對柴油摻混甲醇后的噴霧和燃燒過程進(jìn)行了模擬計算。首先，為了驗(yàn)證模型的正確性，對所選取的計算模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證；然后對發(fā)動機(jī)燃燒柴油和甲醇/柴油混合燃料的噴霧及燃燒過程進(jìn)行了模擬計算，較詳細(xì)地對比分析了兩組燃料的索特平均直徑、平均貫穿距離、溫度場、速度場和濃度場。此外，研究了噴油提前角、摻燒甲醇的比例和進(jìn)氣渦流比等參數(shù)對噴霧

3、及燃燒過程的影響。
　　 研究結(jié)果表明：模擬的示功圖和實(shí)測示功圖吻合較好，驗(yàn)證了所選模型的正確性。在柴油中摻入15[％]的甲醇后，與柴油相比，滯燃期變長，且具有更好的噴霧均勻性；缸內(nèi)濃度場更加均勻，有利于降低碳煙排放；另外，甲醇汽化潛熱高，降低了缸內(nèi)溫度，抑制了NO的生成，使NO 排放降低。所以，柴油中摻燒甲醇可以同時改善soot和NO 排放。
　　 在柴油中摻入15[％]甲醇后，噴油提前角增大會改善燃油混合質(zhì)量，提高缸