多组分燃料液滴蒸发特性的数值研究

发布时间：2017-04-20 11:15

  本文关键词：多组分燃料液滴蒸发特性的数值研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：将不同燃料的混合物作为新的燃料,以实现节能减排,是当前的热门研究方向之一。目前,乙醇/汽油(柴油)的混合燃料在车用汽油机(柴油机)上得到了广泛的应用,并取得了较好的效果。在内燃机的工作过程中,燃料液滴的蒸发直接影响燃料蒸气的空间分布及可燃混合气的形成,进而影响发动机的燃烧和排放过程。因此,有必要对混合燃料的蒸发过程进行研究。 国内外将二甲醚(DME)直接应用于柴油机的研究取得了一定的进展,但将二甲醚应用于汽油机上是一个较新的研究课题。由于二甲醚辛烷值低,在汽油机上单独燃用容易引起爆震,且其热值低,不能满足实际应用要求。将液化石油气(LPG)作为二甲醚高辛烷值、高热值调和剂,组成二甲醚复合燃料,成为新的燃烧方案。 本文简要阐述了气液相平衡计算的一般方法,为了简化亚临界条件下的相平衡计算,以平衡常数K值关联的Raoult定律完成了混合燃料的相平衡计算。在亚临界条件下,对各组分在气液两相进行了变物性计算；在混合物物性,尤其是混合物的密度、气体混合物黏度等参数的计算中选择了相应的混合法则,从而建立整套的混合物物性参数计算方法。 本文以单组分液滴在静止环境中的蒸发模型为基础,建立了多组分液滴蒸发的物理数学模型,编制Fortran程序,对DME/LPG双燃料液滴的亚临界蒸发过程进行了数值模拟。模型中的气相扩散,不考虑两种燃料蒸气之间的扩散,只考虑燃料蒸气在环境介质中的扩散。 结果表明,液滴在经历了加热期后基本上可以达到湿球温度。各组分的湿球温度依赖于环境温度和环境压力,双组分液滴湿球温度随组分摩尔分数的变化而变化。在亚临界条件下,液滴蒸发基本符合d2律。较高的环境温度和较低的环境压力都会加速液滴蒸发。液滴和环境之间的对流促进了环境介质向液滴的热量传递,从而使得蒸发加快。初始质量相同的混合物液滴,较难挥发组分DME的初始摩尔浓度越大,液滴蒸发时间越长。
【关键词】：多组分液滴 DME/LPG 蒸发 混合规则
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK16
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 液滴蒸发研究综述9-18
• 1.3 本文主要研究内容18-19
• 第2章 多组分体系流体相平衡19-25
• 2.1 相平衡理论19-20
• 2.2 气液相平衡理论20-22
• 2.3 气液相平衡的简单模型22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 多组分混合物热物性及输运特性25-41
• 3.1 多组分混合物的性质25
• 3.2 流体的热物理参数25-32
• 3.3 流体的输运参数32-39
• 3.4 混合物物性计算方法39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 多组分液滴蒸发模型的建立及计算结果41-57
• 4.1 多组分燃料液滴蒸发模型的建立41-48
• 4.2 DME/LPG燃料液滴的亚临界蒸发特性48-55
• 4.3 本章小结55-57
• 第5章 总结与展望57-60
• 5.1 全文总结57-58
• 5.2 工作展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64

【引证文献】

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1 张涛;真空条件下溶液再生机理研究[D];天津商业大学;2013年

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本文编号：318551