RM-HCCI燃燒的燃料重整研究.pdf

1、能源短缺和環(huán)境問(wèn)題對(duì)內(nèi)燃機(jī)高效燃燒技術(shù)的發(fā)展提出了更高的要求。近幾十年均質(zhì)壓燃、低溫燃燒等多種先進(jìn)的燃燒模式先后被提出，但這些研宄大多是基于熱力學(xué)第一定律，就系統(tǒng)產(chǎn)生有用功的潛能而言，熱力學(xué)第一定律所能提供的信息有限。事實(shí)上燃燒過(guò)程是不可逆的，將損失約20-25％的燃料做功潛能，為了研宄燃燒損失產(chǎn)生的機(jī)理，尋找降低不可逆損失的方法，進(jìn)一步改善發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，因而引入了第二定律的分析方法進(jìn)行研宄。
　　本文作者根據(jù)內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程中可

2、用能損失分布的特征，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了RM-HCCI(重整分子-均質(zhì)充量壓燃著火）新型燃燒原理的燃料重整系統(tǒng)。該重整系統(tǒng)通過(guò)燃料的直接裂解回收部分排氣能量，將大分子燃料轉(zhuǎn)化成小分子中間產(chǎn)物后噴入缸內(nèi)燃燒，可以降低缸內(nèi)燃燒過(guò)程可用能損失，提髙熱效率。通過(guò)以正庚烷為基礎(chǔ)燃料，選用詳細(xì)的正庚烷化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，采用化學(xué)動(dòng)力學(xué)耦合平衡態(tài)熱力學(xué)算法，研宄了重整溫度、氧濃度、壓力等燃料重整邊界條件的優(yōu)化對(duì)重整過(guò)程中分子選擇率和燃料化學(xué)可用能分布的影響，并以

3、此為基礎(chǔ)完成了對(duì)燃料重整效果的分析。研究表明，在髙溫?zé)o氧重整條件下，可以有效降低燃燒過(guò)程可用能損失，提尚第二定律熱效率。
　　為驗(yàn)證該重整思想的可行性，根據(jù)RM-HCCI燃料重整原理，設(shè)計(jì)并搭建了重整反應(yīng)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括載氣供給系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、可控加熱系統(tǒng)、混合反應(yīng)器總成和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果的對(duì)比分析，驗(yàn)證了RM-HCCI燃料重整的可行性和重整邊界的可控性。以該燃料重整實(shí)驗(yàn)臺(tái)重整環(huán)境為參照，運(yùn)用熱力