生物柴油燃燒數(shù)值模擬及其在JX493柴油機(jī)上的應(yīng)用研究.pdf

1、生物柴油是清潔的可再生能源，它的應(yīng)用不僅能緩解日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)，同時(shí)其燃燒產(chǎn)物中很多排放物的指標(biāo)都要優(yōu)于柴油。生物柴油與柴油在很多方面的性質(zhì)都接近，可以直接將其應(yīng)用在柴油機(jī)上，但其分子量和粘度的差別，使得燃料的噴霧效果變差，貫穿距離增加，這對燃燒有重要的影響。同時(shí)，生物柴油屬于含氧燃料，其分子中的氧能改善燃燒，使得碳煙的排放量有所減少，但很多研究也發(fā)現(xiàn)加入生物柴油后，NO排放有所增加。
　　 本文通過模擬和實(shí)驗(yàn)的方法對JX49

2、3柴油機(jī)摻燒20％生物柴油的燃燒和排放特性進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)部分選用了柴油和B20作為對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明生物柴油的加入使得氣缸壓力的最大值有所增加，對應(yīng)的相位有所提前，這主要是由于生物柴油中所含的氧改善了燃料的局部缺氧，而生物柴油較短的滯燃期和由于自身不易壓縮性帶來的噴油提前都使得燃燒有前移的趨勢。
　　 模擬部分分別選用了零維模擬軟件CHEMKIN對生物柴油不同替代機(jī)理的滯燃期和氧化路徑進(jìn)行了分析;運(yùn)用多維模擬軟件FIRE對JX

3、493柴油機(jī)燃用柴油和B20的噴霧和排放進(jìn)行了對比，并分析了噴油時(shí)刻對排放的影響;利用FIRE和簡化的丁酸甲酯機(jī)理進(jìn)行了耦合化學(xué)機(jī)理的多維模擬計(jì)算，探討了化學(xué)反應(yīng)速率和湍流混合對生物柴油燃燒數(shù)值模擬的影響。得出，生物柴油的加入使得混合燃料的貫穿距離相比柴油更長，在噴油的初期燃料液滴直徑更大?；旌先剂系腘O排放明顯增加，通過減小1deg的噴油提前角，可以同時(shí)降低NO和碳煙排放。利用簡化的丁酸甲酯機(jī)理ERC-mb，可以在保證結(jié)果準(zhǔn)確性的情況