氫氣-柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油霧化、燃燒以及排放的研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)，機(jī)動(dòng)車引起的能源和環(huán)境問(wèn)題日益突出，石油資源日益減少，傳統(tǒng)的汽油機(jī)和柴油機(jī)都很難同時(shí)降低氮氧化物和碳煙的排放。為了改善能源結(jié)構(gòu)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排放，國(guó)內(nèi)外的許多研究機(jī)構(gòu)都致力于改善燃燒方式及雙燃料的研究。其中，氫氣是一種比較理想的清潔能源，研究把氫氣作為柴油機(jī)的燃料具有重大意義。 本文采用數(shù)值模擬計(jì)算的研究方法，對(duì)氫氣/柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油霧化、燃燒和排放特性進(jìn)行了研究，并通過(guò)模擬分析結(jié)果解釋了實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象。論文首先針

2、對(duì)氫氣/柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，應(yīng)用KIVA-3V程序選取和建立了氫氣/柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油霧化、燃燒及排放模擬模型；在此基礎(chǔ)上研究了在循環(huán)噴油量固定時(shí)，不同氫氣體積分?jǐn)?shù)下的柴油霧化效果，包括霧化過(guò)程中缸內(nèi)狀態(tài)、柴油液滴數(shù)目和粒子運(yùn)動(dòng)軌跡、柴油蒸氣質(zhì)量及其分布等；應(yīng)用等熱值氫氣替代柴油的方法，通過(guò)缸內(nèi)溫度、氧氣濃度、氫氣濃度的分析，對(duì)缸內(nèi)柴油和氫氣的著火和燃燒以及柴油機(jī)加入氫氣后的排放變化進(jìn)行了研究；將部分模擬結(jié)果與國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)中一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、果進(jìn)行了對(duì)比，并解釋了一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 通過(guò)模擬研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)循環(huán)噴油量不變時(shí)，在柴油霧化過(guò)程中，隨著氫氣體積分?jǐn)?shù)的增大，缸內(nèi)溫度分布趨于均勻，溫度梯度減小，平均壓強(qiáng)增大，平均密度降低，平均湍動(dòng)能增大，缸內(nèi)柴油液滴數(shù)目在整個(gè)霧化過(guò)程中減少，液滴運(yùn)動(dòng)距離增加，總的柴油蒸氣質(zhì)量增加、分布范圍擴(kuò)大、濃度梯度減小。著火燃燒后，缸內(nèi)總體的氫氣體積分?jǐn)?shù)是否達(dá)到其燃燒極限對(duì)燃燒過(guò)程有著重要的影響；隨著等熱值氫氣替代率的增大，低溫化學(xué)反應(yīng)程度加強(qiáng)，