引射比对生物柴油斯特林发动机燃烧影响的仿真研究

发布时间：2022-01-02 23:50

　　采用解耦法构建了生物柴油骨架反应机理,并建立了斯特林发动机喷雾燃烧仿真模型.对比研究了斯特林发动机燃用生物柴油和石化柴油的燃烧特性,给出了引射比对生物柴油燃烧温度、速度、组分场的影响.研究结果表明,本文构建的生物柴油简化机理Bio-37在较好预测高温着火特性的前提下,有效将反应步数降至100以下;相比石化柴油,斯特林发动机燃用生物柴油后,生物柴油的含氧特性得到充分发挥,其燃烧温度、速度场分布更为均匀,挡焰板处温度也有所降低,设备安全性提升.增大引射比可降低燃烧室最高温度,改善温度分布均匀性,增大换热管处温度和气流强度,具有强化传热传质效用.同时还可减少挡焰板热负荷,提升设备可靠性. 

【文章来源】：上海交通大学学报. 2020,54(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

生物柴油总反应路径

表1 MO着火延迟的初始条件Tab.1 Initial conditions for ignition delay time of MO 生物柴油体积分数/% 氧气体积分数/% 氩气体积分数/% 当量比 0.109 3.995 6 95.786 4 0.75 0.182 3.992 7 95.644 3 1.25为进一步验证简化机理的对生物柴油氧化过程的预测,基于充分搅拌反应容器(PSR)程序,用Bio-37机理预测了生物柴油在射流搅拌反应器(JSR)中主要组分的浓度演变.PSR程序普遍用于预测燃料在JSR中主要组分的浓度演变趋势.链烷烃、环烷烃、脂肪酸甲酯等的JSR试验结果均表明p<20 atm,φ=0.5～2时,PSR程序是有效的.试验模拟的初始条件见表2,主要组分摩尔分数X与试验值[21]对比结果见图3.可以看出,Bio-37机理预测的CO2的摩尔分数与试验值基本吻合,而CO、C2H4的摩尔分数偏低.总体上,所构建的Bio-37机理能较好反映生物柴油的化学反应过程.

JSR 模拟结果与试验值的比较(p=10 atm,φ=1)

【参考文献】：
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本文编号：3565131