学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

二甲醚发动机HCCI燃烧与排放的多维模拟和试验研究

作　者: 韩健
导　师: 郎静
学　校: 华中科技大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 二甲醚 HCCI Fluent 排放多维模拟
分类号: TK464
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 213次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着全球能源危机和环境问题的加剧,各国对发动机代用燃料和新型燃烧方式的研究越来越重视。其中二甲醚(DME)均质充量压缩燃烧(HCCI)发动机以其良好的着火性能和超低的NOx、碳烟排放得到了广泛的研究,但是还存在一些亟待解决的问题,如其运行范围过窄,碳氢(HC)和一氧化碳(CO)排放较高,而且会生成甲醛等非常规排放物。本文对DME HCCI发动机燃烧及排放过程进行了数值模拟及试验研究。首先,建立了一个包含31种组分和46个反应的DME化学反应动力学简化模型,并建立了发动机二维轴对称计算模型,将DME化学反应动力学简化模型与CFD软件Fluent耦合,对DME HCCI发动机的燃烧与排放特性进行了变参数模拟计算。计算结果表明,该简化模型能够在较大的初始条件范围内有效模拟HCCI发动机的工作过程,并能预测甲醛、甲酸等重要产物的变化历程和NO的排放。研究了进气温度、进气压力、空燃比、压缩比、转速和惰性气体等因素对燃烧特性的影响,同时预测了缸内反应物、生成物、自由基浓度随曲轴转角变化的历程。本文经过大量反复试验,优化了气相色谱仪的分离和检测条件,为定量分析DME发动机尾气中甲醛、甲酸甲酯等非常规排放物的浓度提供了有效方法。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-18
  1.1 内燃机代用燃料的研究现状  8-9
  1.2 二甲醚的理化性质及作为代用燃料的特点  9-10
  1.3 新型燃烧方式HCCI简介  10-13
  1.4 HCCI发动机的数值模拟  13-17
  1.5 本课题的选题意义和研究内容  17-18
2 二甲醚简化化学反应动力学模型研究  18-34
  2.1 二甲醚化学反应机理的发展  18-19
  2.2 构筑简化动力学模型的方法  19-21
  2.3 二甲醚反应动力学简化模型  21-25
  2.4 简化机理的验证  25-33
  2.5 本章小结  33-34
3 FLUENT基本理论及应用分析  34-50
  3.1 FLUENT软件简介  34-36
  3.2 流体力学数学模型  36-41
  3.3 化学反应模型  41-43
  3.4 动网格介绍  43-46
  3.5 FLUENT使用的求解方法及步骤  46-49
  3.6 本章小结  49-50
4 二甲醚HCCI燃烧和排放试验  50-58
  4.1 试验装置介绍  50-51
  4.2 非常规排放物检测方法  51-55
  4.3 试验结果  55-57
  4.4 本章小结  57-58
5 模型计算及结果分析  58-72
  5.1 发动机模型的建立  58-61
  5.2 模型的验证  61-62
  5.3 燃烧及排放分析  62-67
  5.4 运行参数对燃烧和排放的影响  67-71
  5.5 本章小结  71-72
6 全文工作总结和展望  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-80
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文目录  80

二甲醚发动机HCCI燃烧与排放的多维模拟和试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文