基于定容燃燒彈的天然氣-空氣-CO2混合氣層流燃燒研究.pdf

1、在當(dāng)今社會(huì)能源危機(jī)與環(huán)境污染之背景下，天然氣由于儲(chǔ)量豐富、燃燒清潔、熱效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，被視為最有發(fā)展前景的發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料。在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的各種技術(shù)手段中，當(dāng)量燃燒結(jié)合 EGR技術(shù)由于對(duì)原機(jī)改動(dòng)小等優(yōu)勢，被業(yè)界認(rèn)為是滿足下一階段排放法規(guī)的主流技術(shù)手段。天然氣混有 EGR氣體后，燃燒速度變得更慢，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率更低。然而，可燃混合氣的初始溫度如果提升，火焰?zhèn)鞑ニ俣染蜁?huì)加快。層流燃燒是燃燒基礎(chǔ)研究中重要的部分，是研究復(fù)雜湍流燃燒的基礎(chǔ)。本文

2、基于定容燃燒彈的試驗(yàn)平臺(tái)，以CO2代替發(fā)動(dòng)機(jī)中的EGR廢氣，試驗(yàn)研究了天然氣-空氣-CO2混合氣體的層流燃燒特性，重點(diǎn)分析了初始溫度與稀釋率對(duì)無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊牡韧绊憽?br>　　首先，分析了初始溫度、初始?jí)毫?、燃空?dāng)量比與CO2稀釋率對(duì)可燃混合氣的火焰?zhèn)鞑ヌ匦詤?shù)與燃燒特征參數(shù)的影響，得出結(jié)論：拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣?、無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c層流燃燒速率均隨著初始溫度的提升而增大，隨著初始?jí)毫εcCO2稀釋率的提高而減小，隨著當(dāng)量比的提高而先

3、增大后減小，拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆逯诞?dāng)量比出現(xiàn)在1.1附近，無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆逯诞?dāng)量比出現(xiàn)在1.2或1.3，層流燃燒速率的峰值當(dāng)量比出現(xiàn)在1.1或1.2附近。馬克斯坦長度隨著當(dāng)量比的提高而增大，隨著初始溫度、初始?jí)毫Φ奶嵘鴾p小，稀釋氣體對(duì)馬克斯坦長度的影響取決于當(dāng)量比，當(dāng)φ≥1.2時(shí)，馬克斯坦長度隨著 CO2稀釋率的升高而增大，當(dāng)φ<1.2時(shí)，馬克斯坦長度隨著 CO2稀釋率的提高而減小?；鹧姘l(fā)展期與燃燒持續(xù)期均隨著初始?jí)毫εcCO2稀

4、釋率的增大而變長，隨著初始溫度的提升而變短，隨著當(dāng)量比的增大而先縮短、再變長，最短的火焰發(fā)展期與燃燒持續(xù)期出現(xiàn)在當(dāng)量比為1.1或1.2附近。
　　然后，用等高線圖工具分析了初始溫度與CO2稀釋率對(duì)無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣?、火焰發(fā)展期與燃燒持續(xù)期的綜合影響，結(jié)果表明：從323K～348K、348K～398K到398K～423K這三個(gè)溫度區(qū)間，溫度對(duì)上述三個(gè)參數(shù)的影響逐漸減弱。對(duì)比了無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣确浅＝咏膬蓪?duì)工況的詳細(xì)燃燒參數(shù)，結(jié)果顯