天然气/柴油反应活性控制压燃反应机理仿真研究
发布时间：2021-01-02 20:07
理想均质压燃（HCCI:Homogeneous Charge Compression Ignition）是发动机高效、低污染燃烧的最佳技术方案,然而其燃烧始点和燃烧速率不可控的固有缺点严重制约了HCCI优势的发挥,反应控制压燃（RCCI:Reactivity Controlled Compression Ignition）具有解决这一问题的巨大潜力,在利用柴油和天然气RCCI燃烧模式实现HCCI的发动机全工况范围拓展过程中,急需掌握天然气/柴油反应活性控制压燃（RCCI）的工作机理,获取相关影响因素的变化规律,为实现RCCI的稳定控制奠定坚实的理论基础。针对上述问题,本文采用三维模拟手段研究RCCI工作机理。首先,建立天然气/柴油RCCI的零维简化机理,以满足在普通计算机上使用的要求。然后,耦合天然气/柴油RCCI的三维流动、传热、传质工作过程,分析不同曲轴转角下,天然气/柴油RCCI机理中燃料分子、中间基团和NOx浓度的空间分布及变化,分析RCCI的工作机理。本文第一部分是天然气/柴油反应机理的建立。利用零维CHEMKIN软件,分别对LLNL正庚烷的详细化学动力学机理和GRI3.0甲...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 天然气/柴油RCCI国内外研究现状
1.2.1 RCCI概念的提出
1.2.2 天然气/柴油RCCI研究现状
1.3 天然气/柴油RCCI机理研究的现状
1.3.1 天然气氧化机理的研究现状
1.3.2 柴油氧化机理的研究现状
1.3.3 天然气/柴油RCCI机理的研究现状
1.4 本文研究的主要内容
第2章 天然气/柴油RCCI简化机理建立
2.1 基础化学动力学模型
2.1.1 化学反应的反应速率
2.1.2 热力学模型
2.2 机理简化的方法
2.2.1 直接关系图（DRG）法
2.2.2 考虑误差传递的直接关系图（DRGEP）法
2.2.3 DRG/DRGEP中的敏感性分析方法
2.2.4 全物质敏感性分析（FSSA）
2.3 柴油的简化机理建立
2.3.1 正庚烷详细反应模型
2.3.2 正庚烷详细机理的简化
2.4 天然气氧化机理模型
2.4.1 甲烷氧化机理的核心反应
2.4.2 甲烷简化机理建立
2.5 天然气/柴油RCCI简化机理建立
2.6 本章小结
第3章 天然气/柴油RCCI模型建立与验证
3.1 基础三维数学模型
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 常规物质输运方程
3.1.3 能量守恒方程
3.1.4 动量守恒方程
3.1.5 燃油喷射模型
3.1.6 湍流模型
3.1.7 燃烧模型
3.2 天然气/柴油RCCI模型建立
3.2.1 发动机的基本参数
3.2.2 三维网格模型的建立
3.2.3 三维模型验证
3.3 天然气/柴油RCCI机理模型验证
3.3.1 天然气/柴油RCCI工况的初始条件
3.3.2 合成机理与FIRE软件耦合步骤
3.3.3 天然气/柴油RCCI机理模型验证
3.4 本章小结
第4章 天然气/柴油RCCI机理研究
4.1 天然气/柴油RCCI工况的二维结果分析
4.2 天然气/柴油RCCI三维结果分析
4.2.1 正庚烷的质量分数随曲轴转角的空间分布
4.2.2 甲烷的质量分数随曲轴转角的空间变化
4.2.3 温度随曲轴转角的空间变化
2O质量分数随曲轴转角的空间变化"> 4.2.4 CH2O质量分数随曲轴转角的空间变化
4.2.5 CO质量分数随曲轴转角的空间变化
4.2.6 OH质量分数随曲轴转角的空间变化
4.2.7 NO质量分数随曲轴转角的空间变化
4.3 正庚烷氧化分解过程分析
4.4 本章小结
第5章 全文总结及工作展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
附录
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲烷HCCI燃烧反应机理简化与分析[J]. 刘欣,蒋炎坤,张建平,万里平. 武汉理工大学学报. 2012(01)
[2]天然气非催化部分氧化反应机理模拟[J]. 周新文,陈彩霞,王辅臣. 华东理工大学学报(自然科学版). 2010(02)
[3]用任意拉格朗日-欧拉法计算内燃机缸内流场[J]. 解茂昭. 大连工学院学报. 1986(02)
博士论文
[1]生物柴油化学反应机理模型及燃烧分析应用的研究[D]. 李军成.湖南大学 2014
[2]基于激波管实验平台的甲烷燃烧化学动力学机理研究[D]. 王高峰.中国科学技术大学 2008
本文编号：2953554
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 天然气/柴油RCCI国内外研究现状
1.2.1 RCCI概念的提出
1.2.2 天然气/柴油RCCI研究现状
1.3 天然气/柴油RCCI机理研究的现状
1.3.1 天然气氧化机理的研究现状
1.3.2 柴油氧化机理的研究现状
1.3.3 天然气/柴油RCCI机理的研究现状
1.4 本文研究的主要内容
第2章 天然气/柴油RCCI简化机理建立
2.1 基础化学动力学模型
2.1.1 化学反应的反应速率
2.1.2 热力学模型
2.2 机理简化的方法
2.2.1 直接关系图（DRG）法
2.2.2 考虑误差传递的直接关系图（DRGEP）法
2.2.3 DRG/DRGEP中的敏感性分析方法
2.2.4 全物质敏感性分析（FSSA）
2.3 柴油的简化机理建立
2.3.1 正庚烷详细反应模型
2.3.2 正庚烷详细机理的简化
2.4 天然气氧化机理模型
2.4.1 甲烷氧化机理的核心反应
2.4.2 甲烷简化机理建立
2.5 天然气/柴油RCCI简化机理建立
2.6 本章小结
第3章 天然气/柴油RCCI模型建立与验证
3.1 基础三维数学模型
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 常规物质输运方程
3.1.3 能量守恒方程
3.1.4 动量守恒方程
3.1.5 燃油喷射模型
3.1.6 湍流模型
3.1.7 燃烧模型
3.2 天然气/柴油RCCI模型建立
3.2.1 发动机的基本参数
3.2.2 三维网格模型的建立
3.2.3 三维模型验证
3.3 天然气/柴油RCCI机理模型验证
3.3.1 天然气/柴油RCCI工况的初始条件
3.3.2 合成机理与FIRE软件耦合步骤
3.3.3 天然气/柴油RCCI机理模型验证
3.4 本章小结
第4章 天然气/柴油RCCI机理研究
4.1 天然气/柴油RCCI工况的二维结果分析
4.2 天然气/柴油RCCI三维结果分析
4.2.1 正庚烷的质量分数随曲轴转角的空间分布
4.2.2 甲烷的质量分数随曲轴转角的空间变化
4.2.3 温度随曲轴转角的空间变化
2O质量分数随曲轴转角的空间变化"> 4.2.4 CH2O质量分数随曲轴转角的空间变化
4.2.5 CO质量分数随曲轴转角的空间变化
4.2.6 OH质量分数随曲轴转角的空间变化
4.2.7 NO质量分数随曲轴转角的空间变化
4.3 正庚烷氧化分解过程分析
4.4 本章小结
第5章 全文总结及工作展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
附录
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲烷HCCI燃烧反应机理简化与分析[J]. 刘欣,蒋炎坤,张建平,万里平. 武汉理工大学学报. 2012(01)
[2]天然气非催化部分氧化反应机理模拟[J]. 周新文,陈彩霞,王辅臣. 华东理工大学学报(自然科学版). 2010(02)
[3]用任意拉格朗日-欧拉法计算内燃机缸内流场[J]. 解茂昭. 大连工学院学报. 1986(02)
博士论文
[1]生物柴油化学反应机理模型及燃烧分析应用的研究[D]. 李军成.湖南大学 2014
[2]基于激波管实验平台的甲烷燃烧化学动力学机理研究[D]. 王高峰.中国科学技术大学 2008
本文编号：2953554
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/2953554.html
