...wd......wd......wd...二甲醚清潔燃料均質(zhì)壓燃燒數(shù)值模擬研究摘要均質(zhì)充量壓縮著火〔HCCI〕燃燒，作為一種能有效實(shí)現(xiàn)高效低污染的燃燒方式，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)保持較高的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能，而且能有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx和碳煙排放。此外HCCI燃燒的一個(gè)顯著特點(diǎn)是燃料的著火時(shí)刻和燃燒過程主要受化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制，基于這個(gè)特點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造參數(shù)和工況的改變將顯著地影響著HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的著火和燃燒過程。本文以新型發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料二甲醚〔DME〕為例，對HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃用DME的著火和燃燒過程進(jìn)展了研究。研究采用由美國LawrenceLivermore國家實(shí)驗(yàn)室提出的DME詳細(xì)化學(xué)動(dòng)力學(xué)反響機(jī)理及其開發(fā)的HCT化學(xué)動(dòng)力學(xué)程序，且DME的詳細(xì)氧化機(jī)理包括399個(gè)基元反響，涉及79個(gè)組分。為考慮壁面?zhèn)鳠岬挠绊懀贖CT程序中增加了壁面?zhèn)鳠嶙幽Ｐ?。采用該方法研究了壓縮比、燃空當(dāng)量比、進(jìn)氣充量加熱、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、EGR和燃料添加劑等因素對HCCI著火和燃燒的影響。結(jié)果說明，DME的HCCI燃燒過程有明顯的低溫反響放熱和高溫反響放熱兩階段；增大壓縮比、燃空當(dāng)量比、提高進(jìn)氣充量溫度、添加H2O2、H2、CO使著火提前；提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、采用冷卻EGR、添加CH4、CH3OH使著火滯后。關(guān)鍵詞：均質(zhì)充量壓縮著火，化學(xué)動(dòng)力學(xué)，數(shù)值模擬，二甲醚，EGR，燃料添加劑

目錄第一章緒論 11.1引言 11.2HCCI的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 11.2.1HCCI數(shù)值模擬模型 1第二章DME均質(zhì)充量壓燃著火的數(shù)值模擬方法 32.1二級標(biāo)題 32.1.1三級標(biāo)題 3第一章緒論1.1引言隨著汽車工業(yè)的開展和汽車保有量的增加,汽車在大量消耗石油燃料的同時(shí),尾氣排出的有害氣體還嚴(yán)重地污染了人們賴以生存的大氣環(huán)境,實(shí)現(xiàn)能源與環(huán)境長期可持續(xù)開展是擺在汽車和內(nèi)燃機(jī)工作者面前的重大課題。環(huán)保和能源是發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)需要解決的兩個(gè)主要問題。目前，隨著人們對環(huán)境污染重視程度的日益提高，各國越來越重視環(huán)境保護(hù)，現(xiàn)在已制定了將NOx和PM視為大氣污染源的強(qiáng)化法規(guī)，如美國加州在1998年生效的一項(xiàng)超低排放汽車法規(guī)規(guī)定汽車的NOx+HC排放<2.5g/bph-hr,PM排放<0.05g/bph-hr。為滿足嚴(yán)格的排放要求，研究人員在各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)展了大量的研究工作，改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)作為一個(gè)重要解決途徑，也取得了一定進(jìn)展。傳統(tǒng)汽油機(jī)均質(zhì)混合氣,尾氣排放污染物主要包括氮氧化物(NOx)、碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO),可以通過三效催化后處理加以解決,但要到達(dá)歐IV及其以上標(biāo)準(zhǔn)仍存在較大困難,且汽油機(jī)的熱效率低,在中低負(fù)荷工作時(shí)還有較大的泵氣損失。柴油機(jī)熱效率高,但排氣中的NOx和碳煙微粒排放物(PM)卻難以折中,使用一種排放物減少的措施,往往導(dǎo)致另一排放物的增加。由于柴油機(jī)總體上富氧燃燒,NOx的催化處理技術(shù)尚未成熟。汽油機(jī)和柴油機(jī)的燃燒方式都不能解決碳煙和氮氧化物生成的trade-off關(guān)系,因而很難在這兩種燃燒模式下通過改進(jìn)燃燒來同時(shí)大量降低碳煙和氮氧化物的生成。1.2HCCI的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的著火與燃燒過程與傳統(tǒng)的火花塞點(diǎn)火式和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)有著本質(zhì)的區(qū)別，在HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的著火燃燒過程中，燃料的化學(xué)反響動(dòng)力學(xué)起著至關(guān)重要的作用。因此，相對于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值模擬研究主要側(cè)重于湍流混合與燃燒模型而言，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模擬的焦點(diǎn)主要集中在燃料的反響機(jī)理和化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型上。1.2.1HCCI數(shù)值模擬模型目前HCCI數(shù)值模擬研究主要集中在單區(qū)、多區(qū)和多維模型上[2]。本節(jié)將從這三方面分別予以介紹：(1〕單區(qū)模型…………………(2)雙區(qū)和多區(qū)模型…………………(3)多維模型…………………

第二章DME均質(zhì)充量壓燃著火的數(shù)值模擬方法2.1二級標(biāo)題正文內(nèi)容2.1.1三級標(biāo)題正文內(nèi)容〔1〕〔2〕表1選取組分的熱力學(xué)性質(zhì)組分Hf(kcal/mol)Sf(kcal/mol)Cp(kc