二甲基醚-甲醇雙燃料均質(zhì)壓燃燃燒數(shù)值模擬研究.pdf

1、均質(zhì)充量壓燃(HCCI)燃燒概念給出了實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)高效、低污染燃燒的新途徑，也是目前國(guó)際內(nèi)燃機(jī)界的研究熱點(diǎn)。著火時(shí)刻和燃燒反應(yīng)速率的控制以及運(yùn)行工況范圍的拓寬是實(shí)際工作中應(yīng)用HCCI的關(guān)鍵和難點(diǎn)。 本文提出了一種甲醇燃料高效清潔燃燒新技術(shù)，應(yīng)用甲醇催化合成二甲基醚實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃用二甲基醚/甲醇兩種燃料，通過(guò)控制兩種燃料的比例來(lái)控制著火時(shí)刻和燃燒反應(yīng)速度，使發(fā)動(dòng)機(jī)在較大的工況范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒。甲醇催化合成二甲基醚的反應(yīng)是放熱反應(yīng)

2、，這些熱量可以從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中得到。 作者主要負(fù)責(zé)利用CHEMKIN軟件從理論上研究HCCI燃燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)理，研究邊界條件變化對(duì)燃燒過(guò)程的影響，探討控制著火時(shí)刻和燃燒反應(yīng)速率以及拓寬HCCI工況范圍的技術(shù)途徑，為實(shí)際中控制雙燃料的均質(zhì)壓燃燃燒提供理論指導(dǎo)。對(duì)二甲基醚/甲醇雙燃料的均質(zhì)壓燃燃燒工況范圍進(jìn)行了理論計(jì)算，計(jì)算的工況范圍與實(shí)測(cè)的工況范圍相當(dāng)一致。應(yīng)用零維詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，研究了二甲基醚/甲醇雙燃料均質(zhì)壓燃氧化反應(yīng)

3、機(jī)理，研究分析了初始溫度、甲醇濃度和二甲醚濃度對(duì)氧化反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，甲醇改變了二甲基醚低溫反應(yīng)途徑，二甲基醚的低溫和二次加氧過(guò)程反應(yīng)受到抑制，CH3OCH2直接裂解(β-scission)起主導(dǎo)作用，二甲基醚與甲醇高溫反應(yīng)幾乎同時(shí)進(jìn)行。在詳細(xì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)二甲基醚/甲醇均質(zhì)壓燃燃燒反應(yīng)途徑和敏感性分析，構(gòu)建了雙燃料簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型。此模型包括27種產(chǎn)物和35個(gè)基元反應(yīng)。結(jié)果表明，所提出的雙燃料簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型與詳細(xì)動(dòng)力學(xué)