焦爐氣與天然氣混燃發(fā)動機燃燒排放特性的數值模擬與研究.pdf

1、能源稀缺與環(huán)境保護都已成為當今世界的主要問題。天然氣作為一種相對清潔的汽車燃料已經被證明和應用，而焦爐氣同樣作為一種富氫氣體燃料，利用率卻很低，研究焦爐氣和天然氣一定比例混合作為燃料的特性，不但可以提供一種燃料技術儲備，更為能源稀缺的今天提供一種能源儲備。
　　當今發(fā)動機研究手段已經由單純重視實驗研究轉化為重視數值研究與實驗研究相結合，發(fā)動機數值分析研究已經是發(fā)動機開發(fā)與改進研究中必不可少的環(huán)節(jié)。發(fā)動機的燃燒排放特性主要是由燃料與

2、空氣流動以及氣缸內燃燒過程中的相互作用所決定的。對于如此復雜的缸內變化，數值研究可以利用其優(yōu)勢，通過內部周密的算法計算出溫度，壓強以及成分基于時間和空間的變化關系與規(guī)律。
　　本文主要研究內容如下：
　　在數值研究方面，本文利用 CHEMKIN對詳細機理進行敏感性分析，并通過分析反應路徑對骨架反應進行優(yōu)化，得到最終適用于天然氣、混合氣與焦爐氣燃燒過程的簡化反應機理；利用AVL Boost軟件，建立了一維整機數值模型，從不同燃

3、料隨曲軸轉角、過量空氣系數兩個方面的變化規(guī)律研究了天然氣、焦爐氣、混合氣三種燃料在發(fā)動機整機性能；通過AVL Fire軟件對天然氣、混合氣、焦爐氣分別作為燃料的發(fā)動機缸內工作過程進行模擬計算。對比研究燃燒時的溫度場、速度場、NOx生成速率場等因素，從而評估混合氣發(fā)動機的整機性能。
　　在實驗研究方面，本文通過定容燃燒彈高速紋影系統(tǒng)在不同摻氫比下，研究燃空當量比對摻氫天然氣預混火焰燃燒特性的影響規(guī)律，分析層流燃燒速率、火焰穩(wěn)定性和最