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学士学位论文
BACHELOR'S THESIS
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二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究
摘 要
均质充量压缩着火(HCCI)NOx和碳烟排放.此外HCCI燃烧的一个显着特点是燃料的着火时刻和燃烧过程主要受化学动力学控制,基于这个特点,发动机结构参数和工况的改变将显着地影响着HCCI发动机的着火和燃烧过程.本文以新型发动机代用燃料二甲醚(DME)HCCI发动机燃用DME的着火和燃烧过程进行了研究.研究采用由美国Lawrence Livermore国家实验室提出的DME详细化学动力学反应机理及其开发的HCT化学动力学程序,且DME的详细氧化机理包括399个基元反应,涉及79个组分.为考虑壁面传热的影响,在HCT程序中增加了壁面传热子模型.采用该方法研究了压缩比,燃空当量比,进气充量加热,发动机转速,EGR和燃料添加剂等因素对HCCI着火和燃烧的影响.结果表明,DME的HCCI燃烧过程有明显的低温反应放热和高温反应放热两阶段,增大压缩比,燃空当量比,提高进气充量温度,添加H2O2,H2,CO使着火提前,提高发动机转速,采用冷却EGR,添加CH4,CH3OH使着火滞后.
关 键 词 :均质充量压缩着火,化学动力学,数值模拟,二甲醚,EGR
NUMERICAL SIMULATION OF HOMOGENEOUS
CHARGE COMPRESSION IGNITION COMBUSTION
FUELED WITH DIMETHYL ETHER
ABSTRACT
HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition) bustion has advantages in terms of efficiency and reduced emission. HCCI bustion can not only ensure both the high economic and dynamic quality of the engine, but also efficiently reduce the NOx and oke emission. Moreover, one of the remarkable characteristics of HCCI bustion is that the ignition and bustion process are controlled by the chemical kiics, so the HCCI ignition time can vary significantly with the changes of engine configuration parameters and operating conditions. In this work numerical scheme for the ignition and bustion process of DME homogeneous charge pression ignition is studied. The detailed reaction mechani of DME proposed by American Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) and the HCT chemical kiics code developed by LLNL are used to investigate the ignition and bustion processes of an HCCI engine fueled with DME. The new kiic mechani for DME consists of 79 species and 399 reactions. To consider the effect of wall heat traner, a wall heat traner model is added into the HCT code. By this method, the effects of the pression ratio, the fuel-air equivalence ratio, the intake charge heating, the engine speed, EGR and fuel additive on the HCCI ignition and bustion are studied. The results show that the HCCI bustion fueled with DME consists of a low temperature reaction heat release period and a high temperature reaction heat release period. It is also founded that increasing the pression ration, the equivalence ratio, the intake charge temperature and the content of H2O2, H2 or CO cause advanced ignition timing. Increasing the engine speed, adoption of cold EGR and the content of CH4 or CH3OH will delay the ignition timing.
Key words: HCCI, chemical kiics, numerical simulation, DME, EGR
目 录
绪论----------------------------------------------------------------------------------------------------1
HCCI的数值模拟研究现状------------------------------------------------------------------------1
1.1.1 HCCI数值模拟模型--------------------------------------------------------------------------1
-------------------------------------------------------------------
1.4 本章小结----------------------------------------------------------------------------------------------1
DME均质充量压燃着火的数值模拟方法------------------------------------------------------2
2.1 二级标题----------------------------------------------------------------------------------------------2
2.1.1 标题---------------------------------------------------------------------------------------2
-------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------
第五章 结论----------------------------------------------------------------------------------------------------4
参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------------5
谢辞--------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
第一章 绪论
随着汽车工业的发展和汽车保有量的增加,汽车在大量消耗石油燃料的同时,尾气排出的有害气体还严重地污染了人们赖以生存的大气环境,实现能源与环境长期可持续发展是摆在汽车和内燃机工作者面前的重大课题.环保和能源是发动机工业需要解决的两个主要问题.目前,随着人们对环境污染重视程度的日益提高,各国越来越重视环境保护,现在已制定了将NOx和PM视为大气污染源的强化法规,如美国加州在1998年生效的一项超低排放汽车法规规定汽车的NOx+HC排放<,2.5g/bph-hr, PM排放<,0.05g/bph-hr.为满足严格的排放要求,研究人员在各个相关领域进行了大量的研究工作,改进发动机的燃烧系统作为一个重要解决途径,也取得了一定进展[1].
传统汽油机均质混合气,尾气排放污染物主要包括氮氧化物(NOx),碳氢化合物(HC),一氧化碳(CO),可以通过三效催化后处理加以解决,但要达到欧IV及其以上标准仍存在较大困难,且汽油机的热效率低,在中低负荷工作时还有较大的泵气损失.柴油机热效率高,但排气中的NOx和碳烟微粒排放物(PM)却难以折中,使用一种排放物减少的措施,往往导致另一排放物的增加.由于柴油机总体上富氧燃烧, NOx的催化处理技术尚未成熟.汽油机和柴油机的燃烧方式都不能解决碳烟和氮氧化物生成的trade-off关系,因而很难在这两种燃烧模式下通过改进燃烧来同时大量降低碳烟和氮氧化物的生成.
1.1 HCCI的数值模拟研究现状
HCCI发动机的着火与燃烧过程与传统的火花塞点火式和压燃式发动机有着本质的区别,在HCCI发动机的着火燃烧过程中,燃料的化学反应动力学起着至关重要的作用.因此,相对于传统发动机数值模拟研究主要侧重于湍流混合与燃烧模型而言,HCCI发动机燃烧模拟的焦点主要集中在燃料的反应机理和化学动力学模型上.
1.1.1 HCCI数值模拟模型
目前HCCI数值模拟研究主要集中在单区,多区和多维模型上[2].本节将从这三方面分别予以介绍:
(1)单区模型
等等等等等等等等等等等等等
(2) 双区和多区模型
等等等等等等等等等等等等等
(3) 多维模型
等等等等等等等等等等等等等
第二章 DME均质充量压燃着火的数值模拟方法
2.1 二级标题
正文内容
2.1.1 标题
正文内容
(2-1)
(2-2)
表2-1 选取组分的热力学性质
组分Hf(kcal/mol)Sf(kcal/mol)Cp(kcal/mol)A1
A2
A3100
100
100
续表2-1
组分Hf(kcal/mol)Sf(kcal/mol)Cp(kcal/mol)A4
A5
A6
A7
A8100
100
100
图2-1 气缸压力随曲轴转角变化的曲线
第五章 结论
(正文内容)
参考文献
[1] 蒋有绪,郭泉水,马娟,等. 中国森林群落分类及其群落学特征[M]. 北京:科学出版社,1998:11-12.
[2] 中国力学学会. 第3届全国实验流体力学学术会议论文集[C]. 天津:**出版社,1990:20-24.
[3] World Health Organization. Factors regulating the immune response:report of WHO Scientific Group[R].Geneva:WHO,1970.
[4] 张志祥. 间断动力系统的随机扰动及其在守恒律方程中的应用[D]. 北京:北京大学数学学院,1998:50-55.
[5] 河北绿洲生态环境科技有限公司. 一种荒漠化地区生态植被综合培育种植方法:中国,01129210.5[P/OL].2001-10-24[2002-05-28].211.152.9.47/sipoasp/zlijs/hyjs-yxnew. asprecid等于01129210.5&,leixin.
[6] 国家标准局信息分类编码研究所. GB/T 2659-1986世界各国和地区名称代码[S]// 全国文献工作标准化技术委员会. 文献工作国家标准汇编:3.北京:中国标准出版社,1988:59-92.
[7] 李炳穆. 理想的图书馆员和信息专家的素质与形象[J]. 图书情报工作,2000(2):5-8.
[8] 丁文祥. 数字革命与竞争国际化[N]. 中国青年报,2000-11-20(15).
[9] 江向东. 互联网环境下的信息处理与图书管理系统解决方案[J/OL]. 情报学报,1999,18(2),4[2000-01-18].chinainfo.gov./periodical/gbxb/gbxb99/gbxb990203.
[10] CHRISTINE M. Plant physiology:plant biology in the Genome Era[J/OL].Science,1998,281: 331-332[1998-09-23].sciencemag./cgi/collection/anatmorp.
谢辞
(正文内容)
NUMERICAL SIMULATION OF HOMOGENEOUS
CHARGE COMPRESSION IGNITION COMBUSTION
FUELED WITH DIMETHYL ETHER
HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition) bustion has advantages in terms of efficiency and reduced emission. HCCI bustion can not only ensure both the high economic and dynamic quality of the engine, but also efficiently reduce the NOx and oke emission. Moreover, one of the remarkable characteristics of HCCI bustion is that the ignition and bustion process are controlled by the chemical kiics, so the HCCI ignition time can vary significantly with the changes of engine configuration parameters and operating conditions. 等
二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究
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空一行
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第和第四级标题标题
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