基礎(chǔ)燃料(PRF)化學反應(yīng)動力學簡化機理及激波管測量試驗研究.pdf

1、為了降低內(nèi)燃機排放，提高內(nèi)燃機燃燒效率，需要對內(nèi)燃機燃燒過程進行深入研究，探究新型燃燒方式，其中對燃料燃燒化學動力學機理的研究是不可或缺的。由于燃燒與化學反應(yīng)過程十分復雜，對內(nèi)燃機缸內(nèi)燃燒過程進行三維計算分析，需要對燃料詳細化學動力學機理進行一定的簡化，才能與CFD軟件耦合計算。本文結(jié)合直接關(guān)系圖法與總包法對一個包含1034種組分及4236個基元反應(yīng)的基礎(chǔ)燃料（PRF）詳細機理進行簡化，最終得到包含43種組分及137個基元反應(yīng)的簡化機理

2、。為了驗證簡化機理的有效性，本文還搭建了一臺高壓霧化激波管臺架，測量了PRF燃料在不同燃料配比、壓力、溫度及當量比條件下的著火延時，并與簡化機理模擬結(jié)果進行對比，根據(jù)對比結(jié)果對簡化機理進行了修正。
　　研究表明，使用直接關(guān)系圖法能找出機理中各組分之間的耦合關(guān)系，通過控制關(guān)系閥值迅速有效地剔除大量冗余的組分和反應(yīng)，結(jié)合總包法可將規(guī)模較大的詳細機理簡化為規(guī)模較小的簡化機理。
　　PRF燃料著火延時實驗數(shù)據(jù)表明：單一變量條件下，當

3、量比越小，著火延時越短（溫度1200K以上）；溫度與壓力越大，著火延時越短；PRF值對著火延時沒有明顯影響。實驗結(jié)果變化規(guī)律均滿足阿倫尼烏斯定理。
　　通過New-PRF簡化機理在對應(yīng)實驗工況下PRF燃料著火延時的模擬結(jié)果與實驗結(jié)果的對比發(fā)現(xiàn)，由于簡化機理采用了總包的方法，使整個系統(tǒng)反應(yīng)路徑縮短，反應(yīng)速率加快，因此模擬的著火延時比實驗結(jié)果短。對簡化機理中的總包反應(yīng)進行反應(yīng)速率系數(shù)的修正后，得到的簡化機理能更好地預測PRF燃料著火延