EGR对生物柴油/天然气双燃料稀薄燃烧特性影响的机理研究

发布时间：2020-12-21 08:31

　　为了节约石油资源,满足汽车燃料多元化的需求,以及达到更加苛刻的汽车排放标准,高效清洁的替代燃料得到了越来越多的关注。天然气以其储量丰富、热值高、价格便宜、燃烧清洁等优点,被认为是当前最具前途的汽车替代能源。目前,天然气发动机的着火方式主要有火花塞点燃和柴油引燃两种。与火花塞点燃相比,利用柴油多点引燃的方法,可提供多个点火中心和更高的点火能量,所以引燃效果好、发动机动力性强。生物柴油燃烧过程中HC、CO、碳烟及S02排放低,且十六烷值更高,同样适用于引燃天然气。由于天然气与生物柴油二者具有互补性,因此两种燃料在燃烧过程中,可以实现高效、低碳烟排放,但是存在NOx排放较高的问题,需采用EGR技术对其进行控制,进而实现发动机高效低排放的双燃料稀薄燃烧模式。本文首先对天然气详细机理GRI3.0进行简化,结合柴油与生物柴油替代混合物的化学动力学机理构建了天然气/柴油、天然气/生物柴油两组双燃料化学动力学模型。通过将化学动力学模型与发动机三维仿真软件耦合的计算方式,开展了天然气替代率、引燃燃料和EGR对双燃料发动机燃烧与排放特性研究。最后从燃烧机理角度,对比分析了由EGR所导致的缸内氧浓度降低,以... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
字母注释表
第一章 绪言
    1.1 引言
    1.2 内燃机面临的挑战
        1.2.1 能源危机问题
        1.2.2 环境污染问题
    1.3 内燃机净化及新能源技术的发展现状
        1.3.1 EGR技术及其研究现状
        1.3.2 天然气/生物柴油双燃料发动机的研究
    1.4 本课题的研究意义及内容
第二章：化学反应动力学/软件及研究方法介绍
    2.1 化学反应动力学模型及其简化
        2.1.1 化学反应动力学基本概论
        2.1.2 化学反应动力学模型简化方法
    2.2 软件介绍
        2.2.1 CHEMKIN
        2.2.2 AVL FIRE
    2.3 研究思路及技术路线
第三章：双燃料化学动力学模型的构建与验证
    3.1 单一燃料化学动力学机理的选取与简化
        3.1.1 天然气机理的简化与验证
        3.1.2 柴油简化模型的选取
        3.1.3 生物柴油化学动力学模型的构建
    3.2 双燃料化学动力学模型的构建与验证
        3.2.1 天然气/柴油双燃料化学动力学模型的构建
        3.2.2 天然气/柴油双燃料化学动力学模型的验证
    3.3 天然气/生物柴油双燃料化学动力学模型的构建与验证
        3.3.1 天然气/生物柴油双燃料化学动力学模型的构建
        3.3.2 天然气/生物柴油双燃料化学动力学模型的验证
    3.4 本章小结
第四章 ：不同替代率下天然气/柴油双燃料发动机稀薄燃烧与排放特性研究
    4.1 计算条件与方案的设定
    4.2 不同替代率下双燃料发动机燃烧特性
    4.3 不同替代率下双燃料发动机排放特性
    4.4 本章小结
第五章：不同引燃油料对双燃料发动机缸内稀薄燃烧特性的影响
    5.1 三维CFD模型的构建与验证
    5.2 计算方案的设定
    5.3 不同引燃油料下双燃料燃烧特性研究
    5.4 不同引燃油料下双燃料发动机缸内组分分布
    5.5 本章小结
第六章：EGR对天然气/生物柴油双燃料发动机稀薄燃烧与排放影响的机理研究
    6.1 EGR对双燃料发动机缸内燃烧与排放的影响
    6.2 EGR中各组分对天然气/生物柴油燃烧过程影响的机理研究
        6.2.1 计算方案的设定
        6.2.2 EGR中各组分对缸内压力及温度的影响
        6.2.3 EGR中各组分对缸内组分生成过程的影响
    6.3 EGR中各组分对天然气/柴油燃烧过程的影响
    6.4 本章小结
第七章：总结及展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
论文发表及科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]EGR中主要组分对正庚烷燃烧与排放影响的化学动力学研究[J]. 张韦,吴伟,陈贵升,陈朝辉.  内燃机学报. 2015(02)
[2]碳烟颗粒生长演变历程环境因素的影响[J]. 魏明锐,刘近平,彭飞,李松.  内燃机学报. 2015(01)
[3]不同EGR循环方式对重型柴油机燃烧与排放特性的影响[J]. 陈贵升,吴伟,沈颖刚,尧命发,郑尊清,张韦.  内燃机工程. 2014(02)
[4]柴油引燃天然气发动机不同喷射时刻和引燃油量下的燃烧和颗粒排放特性研究[J]. 周磊,唐利军,宁小康,刘亦夫,曾科.  内燃机工程. 2015(01)
[5]基于氧浓度的EGR对柴油机性能影响的仿真[J]. 安晓辉,刘波澜,张付军,付耿.  内燃机学报. 2013(02)
[6]不同稀释方式降低天然气发动机NO_x排放的研究[J]. 余小草,刘忠长,王忠恕,窦慧莉.  内燃机工程. 2012(06)
[7]正庚烷甲苯混合物燃烧简化机理分析[J]. 雒婧,尧命发.  燃烧科学与技术. 2012(04)
[8]废气再循环对柴油机氮氧化物和颗粒排放影响的试验研究[J]. 张全长,尧命发,郑尊清,张翔宇.  内燃机学报. 2012(04)
[9]高压共轨柴油机高海拔(低气压)燃烧特性[J]. 周广猛,刘瑞林,董素荣,李骏,王威,张众杰,戈非.  内燃机学报. 2012(03)
[10]内燃机燃料化学动力学机理的研究进展[J]. 毛功平,王忠,许广举,李铭迪,陈林,李瑞娜.  车用发动机. 2011(06)

博士论文
[1]柴油机碳烟生成机理多维数值模拟及试验研究[D]. 王浒.天津大学 2012
[2]柴油燃料替代混合物低温燃烧机理数值模拟与试验研究[D]. 雒婧.天津大学 2012



本文编号：2929526