燃料自燃及火焰穩(wěn)定性機理的研究.pdf

1、燃料自燃及其火焰的穩(wěn)定機理研究是完善霧化特性和改進發(fā)動機燃燒方式的重要基礎(chǔ)研究。本文基于可控活化熱氛圍燃燒器，對各種燃料自燃及火焰穩(wěn)定性進行了數(shù)值計算模擬研究，并以臨界溫度這一概念為主線，對自燃及火焰穩(wěn)定機理進行了分析。
　　 對可控活化熱氛圍燃燒器熱氛圍場的特性進行了模擬計算研究。通過與實驗結(jié)果進行對比，證明了計算模型的正確性及可用性。計算了可控活化熱氛圍燃燒器的溫度場及速度場，驗證了可控活化熱氛圍燃燒器的穩(wěn)定性及適用性。計算

2、了通入不同比例氫氣后熱氛圍中組分隨溫度的變化關(guān)系，為燃料自燃及燃燒的仿真計算奠定基礎(chǔ)。
　　 對氣體燃料及液體燃料的燃燒穩(wěn)定性進行了模擬計算及分析，重新定義了判定低溫火焰穩(wěn)定自燃及其火焰穩(wěn)定性的臨界溫度，并從理論上驗證了火焰穩(wěn)定燃燒的臨界溫度，分析了燃料在熱氛圍中穩(wěn)定的產(chǎn)生自燃及起升火焰穩(wěn)定性機理。分析了不同中央射流速度條件下混合氣自燃特性。結(jié)合排放特性分析了不同參數(shù)，如平均噴油壓力、噴孔直徑、協(xié)流速度、環(huán)境壓力等對燃料自燃及穩(wěn)

3、定性的影響，并進一步分析了實際發(fā)動機中燃料穩(wěn)定的自燃機理，證明了臨界溫度同樣適用于發(fā)動機中燃料自燃及穩(wěn)定機理的分析。
　　 用正庚烷代替柴油，應(yīng)用條件矩封閉(CMC)燃燒模型與STAR-CD耦合，反應(yīng)機理采用含NO的Hewson32步簡化機理，計算液體燃料在常壓、高壓及柴油機缸內(nèi)在不同噴霧條件下的自燃穩(wěn)定機理及排放特性。分析了柴油自燃及火焰的穩(wěn)定機理，并圍繞組分，溫度，及混合分數(shù)從微觀組分的角度證明了此機理的有效性。該方法對燃燒

4、特性的模擬更加貼近實驗，但排放特性上較前面STAR-CD計算所用的專用排放模型計算結(jié)果略有差異。對CMC方法應(yīng)用于HCCI發(fā)動機的模擬計算進行了初步嘗試。
　　 研究證實了以臨界溫度角度出發(fā)研究燃料穩(wěn)定機理的適用性。無論是氣體燃料或液體燃料、常壓或高壓、穩(wěn)定區(qū)域或發(fā)動機缸內(nèi)的運動空間、傳統(tǒng)發(fā)動機或準HCCI發(fā)動機，都可以找到一個類似的臨界溫度，高于此溫度，燃料可以穩(wěn)定的發(fā)生自燃且形成穩(wěn)定的起升火焰，反之不然。因此，盡量保證燃燒環(huán)