PODE 3 /柴油混合燃料燃烧化学动力学简化模型研究

发布时间：2024-04-14 14:47

　　化石燃料储量的减少和世界环境污染的加剧,使得人们对内燃机替代燃料的需求变得越来越紧迫。PODE3作为一种制作简单、储存方便的醚类燃料,具有十六烷值与柴油相近及含氧比高的优点,被认为是内燃机理想的柴油替代燃料。目前,关于PODE3/柴油燃烧机理模型鲜显报道。因此,本文通过多种方法构建一个PODE3/柴油混合燃料燃烧化学动力学简化机理,并对构建的机理进行验证分析。本文PODE3/柴油混合燃料化学动力学简化机理由正庚烷子机理、正丁基苯子机理、PAH生成机理、NOx生成机理和PODE3子机理组成。其中,正庚烷子机理从PRF基础燃料机理中简化而得;正丁基苯子机理在详细机理基础上通过直接关系图法、反应路径分析和敏感性分析等方法简化,保留主要消耗路径与碳烟前驱物生成反应而得;在此基础上加入发展成熟的PAH和NOx生成机理,最终合并得到一个包含136种组分和542个反应的正丁基苯/正庚烷柴油多组分机理模型。同样采用直接关系图法、路径分析法和敏感性分析等方法简化得到PODE3氧化反应子机理,经过路径分析后发现PODE3的反应过程不生成碳碳双键(C=C)的烯烃,这是其能有效降低碳烟排放的主要原因。最后,采...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 能源危机
        1.1.2 环境问题
    1.2 柴油机新型燃烧模式简述
    1.3 柴油多组分替代燃料的研究现状
        1.3.1 柴油的化学组成
        1.3.2 柴油多组分替代模型
        1.3.3 柴油替代燃料化学动力学简化机理
    1.4 醚类燃料的研究现状
    1.5 本文研究的主要意义与工作内容
第二章 计算软件及计算模型
    2.1 CHEMKIN-PRO软件概述
        2.1.1 CHEMKIN-PRO软件的求解体系
        2.1.2 CHEMKIN-PRO软件的计算步骤
        2.1.3 CHEMKIN-PRO软件的反应模块与应用
    2.2 零维计算模型
    2.3 本章小结
第三章 正庚烷/正丁基苯/PODE₃简化机理构建及优化
    3.1 机理简化方法
        3.1.1 骨架机理的构建方法
        3.1.2 基于时间尺度的简化机理方法
        3.1.3 解耦法
    3.2 正庚烷简化子机理
    3.3 正丁基苯简化子机理
    3.4 PAH简化子机理
    3.5 PODE₃简化子机理
    3.6 NOx生成机理
    3.7 子机理的合并与优化
    3.8 本章小结
第四章 正庚烷/正丁基苯/PODE₃简化机理的验证
    4.1 化学动力学基础实验
        4.1.1 快速压缩机
        4.1.2 激波管
        4.1.3 射流搅拌反应器
        4.1.4 预混层流火焰
    4.2 滞燃期验证
    4.3 层流火焰速度验证
    4.4 组分浓度验证
    4.5 HCI发动机燃烧参数验证
    4.6 本章小结
第五章 全文总结与工作展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文及参与科研项目情况



本文编号：3954850