二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程數(shù)值模擬研究.pdf

1、能源關(guān)系著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈。由于石油、天然氣等化石燃料屬不可再生資源，而且隨著汽車保有量的不斷增加，其排放的廢氣也己成為城市大氣的主要污染物之一，因此世界各國(guó)都在積極研究開(kāi)發(fā)清潔高效的汽車替代燃料。二甲醚（Dimethyl Ether, DME）分子式為CH3OCH3，分子結(jié)構(gòu)中無(wú)C-C鍵，有利于減少燃燒生成的炭煙，同時(shí)沸點(diǎn)較低，有利于氣缸內(nèi)混合氣的形成，而且十六烷值比柴油高，發(fā)火性好。HCCI(Homogeneous Charge

2、Compression Ignition，均質(zhì)充量壓縮燃燒)是先向氣缸里注入非常均勻的空氣和燃料形成的混合氣，再通過(guò)活塞壓縮混合氣使之溫度升高到著火點(diǎn)時(shí)自行燃燒，因此可采用較大的壓縮比，有較高的熱效率。因此有必要對(duì)二甲醚HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程作深入的研究。
　　 本文以ZS1100柴油機(jī)為原型，通過(guò)適當(dāng)改動(dòng)，用CAD建立了三維發(fā)動(dòng)機(jī)幾何模型，并在Gambit里進(jìn)行網(wǎng)格劃分，之后在FLUENT里與用CHEMKIN建立的二甲醚簡(jiǎn)化

3、機(jī)理相耦合，構(gòu)建了二甲醚HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的三維計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Fluid Dynamics． CFD)模型，并進(jìn)行迭代求解來(lái)仿真計(jì)算，研究了二甲醚HCCI燃燒過(guò)程及不同運(yùn)行參數(shù)對(duì)其燃燒特性的影響，研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　 1分析了該燃燒過(guò)程各個(gè)階段氣缸內(nèi)溫度、壓力、組分分?jǐn)?shù)的情況。研究表明：二甲醚HCCI分為三個(gè)階段，即(1)低溫燃燒階段，主要是二甲醚脫H生成CH3OCH2,然后兩次加氧生成O2CH2

4、OCH2O2H。(2)負(fù)溫度系數(shù)階段，主要是CH2OCH2O2進(jìn)行β裂解生成2分子HCHO和一分子OH。(3)高溫燃燒階段，主要反應(yīng)是HCHO逐步氧化生成CO2，同時(shí)生成NO，此時(shí)缸內(nèi)溫度及壓力均達(dá)到最大值。
　　 2分析了不同運(yùn)行參數(shù)對(duì)二甲醚HCCI燃燒過(guò)程的影響。
　　 (1)進(jìn)氣溫度的影響。隨著進(jìn)氣溫度的升高，最高燃燒溫度隨之升高，但最大爆發(fā)壓力卻反而下降。而由于燃燒溫度的升高，NO生成量也增加。
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