乙醇HCCI發(fā)動機(jī)燃燒與排放物生成機(jī)理的研究.pdf

1、能源短缺，環(huán)境污染，排放法規(guī)日益嚴(yán)格，柴油機(jī)的可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。近年來，對發(fā)動機(jī)清潔代用燃料和新型燃燒方式的研究越來越重視，其中乙醇作為一種可再生含氧生物燃料，被認(rèn)為是一種比較有前景的代用燃料，乙醇HCCI發(fā)動機(jī)以其良好的燃燒和排放性能得到了廣泛的研究，但是目前還存在一些問題，如著火時刻難以控制、運(yùn)行工況范圍較窄、碳?xì)?HC)和一氧化碳(CO)的排放較高，而且還會生成甲醛、乙醛等非常規(guī)排放物。
　　 本文首先對乙醇HCCI

2、發(fā)動機(jī)的研究現(xiàn)狀、存在的問題以及數(shù)值模擬計(jì)算進(jìn)行了綜述。根據(jù)美國Lawrence Livermore實(shí)驗(yàn)室提出的乙醇詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理，對乙醇氧化消耗的主要途徑以及重要中間產(chǎn)物的生成與消耗進(jìn)行了詳細(xì)分析。在乙醇詳細(xì)化學(xué)動力學(xué)機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，基于CHEMKIN程序，采用敏感性分析和反應(yīng)速率分析方法，建立了簡化的乙醇燃燒反應(yīng)機(jī)理，由此構(gòu)建了乙醇HCCI燃燒反應(yīng)動力學(xué)簡化模型，該簡化模型包括33種物質(zhì)和52個基元反應(yīng)。并將簡化模型和其詳

3、細(xì)機(jī)理模型進(jìn)行對比研究，計(jì)算結(jié)果表明，該簡化模型與詳細(xì)模型具有較好的一致性，能夠在較大的初始條件范圍內(nèi)有效模擬HCCI發(fā)動機(jī)的工作過程，并且能預(yù)測甲醛、乙醛等非常規(guī)排放物的變化歷程以及CO、NO的排放，較詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理能大幅降低計(jì)算成本，為化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型與多維CFD模型相耦合的模擬計(jì)算提供了可行的途徑。
　　 利用計(jì)算流體力學(xué)軟件建立了發(fā)動機(jī)三維計(jì)算模型，并將其與本文提出的乙醇簡化動力學(xué)模型相耦合，對乙醇發(fā)動機(jī)HCC