焦?fàn)t氣與天然氣混燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒排放特性的數(shù)值模擬與研究.pdf

1、能源稀缺與環(huán)境保護(hù)都已成為當(dāng)今世界的主要問題。天然氣作為一種相對清潔的汽車燃料已經(jīng)被證明和應(yīng)用，而焦?fàn)t氣同樣作為一種富氫氣體燃料，利用率卻很低，研究焦?fàn)t氣和天然氣一定比例混合作為燃料的特性，不但可以提供一種燃料技術(shù)儲(chǔ)備，更為能源稀缺的今天提供一種能源儲(chǔ)備。
　　當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)研究手段已經(jīng)由單純重視實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)化為重視數(shù)值研究與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值分析研究已經(jīng)是發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)與改進(jìn)研究中必不可少的環(huán)節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒排放特性主要是由燃料與

2、空氣流動(dòng)以及氣缸內(nèi)燃燒過程中的相互作用所決定的。對于如此復(fù)雜的缸內(nèi)變化，數(shù)值研究可以利用其優(yōu)勢，通過內(nèi)部周密的算法計(jì)算出溫度，壓強(qiáng)以及成分基于時(shí)間和空間的變化關(guān)系與規(guī)律。
　　本文主要研究內(nèi)容如下：
　　在數(shù)值研究方面，本文利用 CHEMKIN對詳細(xì)機(jī)理進(jìn)行敏感性分析，并通過分析反應(yīng)路徑對骨架反應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化，得到最終適用于天然氣、混合氣與焦?fàn)t氣燃燒過程的簡化反應(yīng)機(jī)理；利用AVL Boost軟件，建立了一維整機(jī)數(shù)值模型，從不同燃

3、料隨曲軸轉(zhuǎn)角、過量空氣系數(shù)兩個(gè)方面的變化規(guī)律研究了天然氣、焦?fàn)t氣、混合氣三種燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能；通過AVL Fire軟件對天然氣、混合氣、焦?fàn)t氣分別作為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)工作過程進(jìn)行模擬計(jì)算。對比研究燃燒時(shí)的溫度場、速度場、NOx生成速率場等因素，從而評估混合氣發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能。
　　在實(shí)驗(yàn)研究方面，本文通過定容燃燒彈高速紋影系統(tǒng)在不同摻氫比下，研究燃空當(dāng)量比對摻氫天然氣預(yù)混火焰燃燒特性的影響規(guī)律，分析層流燃燒速率、火焰穩(wěn)定性和最