甲醇-柴油混合燃料燃燒過程數(shù)值模擬分析.pdf

1、節(jié)能、減排是內(nèi)燃機(jī)研究的永久性課題。替代燃料是解決這兩個問題最有效的手段之一，其中甲醇是一種非常好的替代燃料，不僅來源廣泛，還能促進(jìn)柴油的完全燃燒，降低排放，是當(dāng)前替代燃料的研究熱點之一。內(nèi)燃機(jī)性能的好壞主要由缸內(nèi)燃燒過程控制，本文選用乳化法對柴油甲醇進(jìn)行混合，通過對甲醇-柴油混合燃料發(fā)動機(jī)的燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究，探究替代能源甲醇的性能。本文以WD615系列柴油機(jī)為研究對象，基于AVL FIRE燃燒仿真軟件，配制甲醇體積分?jǐn)?shù)為5％（

2、M5）、10%（M10）、15%（M15）的甲醇-柴油混合燃料，分別分析等循環(huán)噴射質(zhì)量和等燃料低熱值時，缸內(nèi)壓力、溫度、排放物濃度的變化。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴循環(huán)噴油質(zhì)量一定時，由于甲醇的低熱值略低于柴油的1/2，隨著甲醇比例的增加，缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力減小，但峰值均出現(xiàn)在367°CA附近，缸內(nèi)溫度略有降低。柴油中添加甲醇燃料后使柴油機(jī)的動力性有所下降，但甲醇燃燒速度快，燃燒持續(xù)期縮短，放出的廢氣余熱量減少，熱效率提高，改善了

3、柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。由于甲醇的汽化熱大，缸內(nèi)的混合氣溫度降低，致使隨著添加甲醇比例的增大，氮氧化物的排放降低。添加甲醇后，在滯燃期延長和甲醇燃燒速度快兩個因素共同作用下，使得當(dāng)添加甲醇比例大于5%時，碳煙排放減小，燃用M10和M15混合燃料碳煙排放與燃用柴油相比，分別降低了6.9%和17.7%，而燃用M5時，碳煙排放幾乎持平。⑵燃料低熱值一定時，隨著甲醇比例的增加，循環(huán)噴油量增加，噴油提前，缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力升高，溫度降低，氮氧化物和碳煙排放

4、量都有所降低。不同進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度和噴油正時對其影響分析如下：進(jìn)氣壓力和溫度影響著柴油機(jī)的進(jìn)氣量和滯燃期長短，進(jìn)氣溫度不變，進(jìn)氣壓力增大時，過量空氣系數(shù)a增大，滯燃期縮短，缸內(nèi)壓力和壓力升高率增大，缸內(nèi)平均溫度下降，氮氧化物和碳煙排放減小；進(jìn)氣壓力不變，進(jìn)氣溫度升高時，缸內(nèi)燃燒溫度升高，缸內(nèi)壓力下降，氮氧化物和碳煙排放都有所增加；噴油提前角過大或過小都影響著柴油機(jī)燃燒過程和性能，增大噴油提前角，燃燒始點提前，缸內(nèi)壓力和壓力升高率增大，