生物柴油/丁醇发动机数值模拟和实验研究

发布时间：2022-01-21 09:40

　　本文建立了一种新的多组分解耦合物理-化学（DPCS）表征模型,并将其应用于多组分生物柴油的喷雾和燃烧的模拟研究。本文主要以豆基脂肪酸甲酯（SME）为研究对象,实际生产中SME由五种脂肪酸甲酯组成,它们分别是棕榈酸甲酯,硬脂酸甲酯,油酸甲酯,亚油酸甲酯,亚麻酸甲酯。在DPCS模型中,物理模型由以上五种脂肪酸甲酯的真实物理性质构成,化学模型由一个包含癸酸甲酯（MD）,五癸烯甲酯（MD5D）和正癸烷（C10H22）三种物质的简化机理构成。与此同时,本文还采用了一个改进的准维多组分蒸发模型以提高对燃油蒸发过程的预测的准确性。为了体现DPCS模型的优势和必要性,本文将DPCS模型和传统的单组分模型进行了对比。相关的数值模拟研究主要包含了定容弹中的喷雾模拟和在一台基于预混充量压燃（PCCI）的单缸发动机的燃烧和排放模拟,相应的模拟结果均与实验结果进行了对比。与传统的单组分模型相比,DPCS模型的模拟结果与实验结果拟合的更好。通过DPCS模型,可以更好的了解到生物柴油各个组分的蒸发、着火和燃烧过程。同时,本研究发现生物柴油燃油蒸发速率和缸内燃油活性分层对PCCI燃烧的滞燃期和放热率具有显著的影响。考... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 综述
    1.1 内燃机发展近况
    1.2 替代燃料生物柴油
        1.2.1 生物柴油物理表征模型
        1.2.2 生物柴油的化学反应动力学研究
    1.3 生物燃料丁醇
        1.3.1 丁醇的实验研究
        1.3.2 丁醇和生物柴油混合燃料研究
        1.3.3 沸点差异对燃料燃烧和排放的影响
    1.4 目前研究存在的问题与本文研究内容
2 基于解耦合物理-化学(DPCS)表征模型的多组分生物柴油的喷雾和燃烧模拟研究
    2.1 计算模型
        2.1.1 解耦合的物理-化学表征(DPCS)模型
        2.1.2 SP-MC和 SP-SC模型
        2.1.3 多组分蒸发模型
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 物理性质的验证
        2.2.2 定容弹内的喷雾
        2.2.3 预混压燃(PCCI)发动机
    2.3 本章小结
3 生物柴油和丁醇混合燃料燃烧实验和数值模拟分析
    3.1 生物柴油和丁醇混合燃料燃烧实验设置
        3.1.1 发动机测试系统
        3.1.2 实验参数设定
    3.2 计算模型
        3.2.1 泡点压力计算模型
        3.2.2 沸腾气化模型
    3.3 实验分析
        3.3.1 丁醇比例对燃料燃烧和排放的影响
        3.3.2 EGR率对燃料燃烧和排放的影响
    3.4 丁醇临界和沸腾气化现象对发动机燃烧和排放的影响分析
        3.4.1 临界和沸腾气化现象对发动机缸内压力和放热率的影响
        3.4.2 临界和沸腾气化现象对排放的影响
    3.5 本章小结
结论和展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3600026