【摘 要】
:
构建准确高效的国六柴油燃烧反应动力学模型,是开展国六柴油燃烧反应动力学模型与计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件耦合计算的基础,对掌握国六柴油燃烧过程的精细流场结构和污染物的生成机理具有重要意义。本文在分析国六0#柴油的组分含量和理化特性的基础上,确定了合适的表征物质,构建了包含PAH、NOX生成模型的国六柴油详细燃烧反应动力学模型(后简称“详细模型
论文部分内容阅读
构建准确高效的国六柴油燃烧反应动力学模型,是开展国六柴油燃烧反应动力学模型与计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件耦合计算的基础,对掌握国六柴油燃烧过程的精细流场结构和污染物的生成机理具有重要意义。本文在分析国六0#柴油的组分含量和理化特性的基础上,确定了合适的表征物质,构建了包含PAH、NOX生成模型的国六柴油详细燃烧反应动力学模型(后简称“详细模型”),对详细模型进行了简化,开展了简化燃烧反应动力学模型(后简称“简化模型”)与CFD软件的耦合计算,对简化模型进行了验证。主要工作如下:(1)测量和分析了国六0#柴油的组分含量和燃料特性指标,发现其主要组分为直链烷烃、支链烷烃、环烷烃和芳香烃类物质,质量分数分别为29.58%、21.49%、10.51%和32.41%,其密度、运动粘度、硫含量、低热值和十六烷值分别为828kg/m3、4.5mm2/s、3mg/kg、43.2MJ/kg和52。在此基础上,以组分类型、氢碳原子个数比、密度、低热值和十六烷值为匹配目标,确定了以正癸烷、异辛烷、甲基环己烷和甲苯(摩尔比为0.5:0.05:0.05:0.4)作为表征物质,将表征物质的燃烧反应动力学模型进行合并,并筛选和添加了PAH、NOX生成模型,构建了国六0#柴油的详细模型,该模型包含1109个组分和5426个基元反应。(2)利用直接关系图法(Directed Relation Graph,DRG)、基于误差传播的直接关系图法(Directed Relation Graph with Error Propagation,DRGEP)、敏感性分析法(Sensitivity Analysis,SA),在不同的压力和温度条件下,设置5%、10%和20%三种相对误差,对柴油详细模型进行了简化,得到了三种不同规模的简化模型RD5、RD10和RD20;开展了详细模型、简化模型与闭式均相反应器模型、良搅拌反应器模型和预混层流火焰速度模型的耦合计算,对比分析了滞燃期、CO浓度和层流火焰速度,结果表明,RD10模型的预测性能较好,对滞燃期、CO浓度和层流火焰速度预测的最大误差分别为7.5%、5.0%和4.0%,该模型包含114个组分、991个基元反应。(3)开展了简化模型RD10与Fluent、Fire软件的耦合计算,在微小尺度和柴油机缸内条件下,模拟了国六0#柴油的燃烧特性,并与试验结果进行了对比分析,验证了RD10模型的准确性。结果表明,微小尺度燃烧条件下,火焰温度、高度和宽度的模拟值与试验值的最大误差分别为8.8%、8.6%和8.3%;柴油机缸内燃烧条件下,燃烧压力峰值、NOX和碳烟的模拟值与试验值的最大误差分别为5.6%、7.9%和9.2%。说明本文构建的国六0#柴油简化模型的预测性能较好,在微小尺度燃烧和发动机燃烧模拟研究方面具有一定的应用价值。
其他文献
2013年起,我国在7个城市开始碳交易试点,到目前为止,各个试点市场初具规模,市场规模位居世界第二。企业是我国碳交易市场的主体交易者,由于在碳核查中大量使用缺省数据,造成排放量数据可信度下降,并且企业排放量数据的不确定度未曾评估,影响了交易的公平性和进一步开展的积极性。论文通过对电力、水泥、陶瓷每个行业的5家企业进行调研,基于《温室气体排放核算与报告要求第1部分:发电企业》、《温室气体排放核算与报
随着世界经济的高速发展,化石燃料即将耗尽,寻找可代替资源成为了全球性的问题。我国是农业大国,每年都有数十亿吨的农产品废弃物产生。如何有效的对农产品废弃物进行增值是目前的研究热点。然而,以木质纤维素为主的农产品废弃物大多复杂且紧密的结构。要利用这项资源,就必须采取一定的预处理手段解构木质纤维素。因此本研究旨在构建一种超声-离子液/低共熔溶剂预处理体系,改善农产品废弃物的结构、提高其向平台化合物转化的
近些年,随着国家在节能减排方面的工作力度越来越大,各个行业都在努力提高效率、降低能耗。潜水排污泵应用广泛,提高泵的运行效率意义重大。本文将基于CFD技术对叶片式潜水排污泵的性能进行优化和研究,主要研究内容和取得的创造性成果包括:1.分析国内外研究现状,确定了叶轮的优化参数:叶片出口安放角、前盖板与后盖板流线的包角差以及叶片进口轴面角;蜗壳的优化参数:断面形状和基圆直径。2.对比转速为281的叶片式
随着煤炭、石油等不可再生能源的消耗,由此造成能源危机和环境污染问题的不断加剧。电动拖拉机最大的优势就是零排放与低噪音,同时电机驱动使其由运动过程的可调转变成精确可控,这其中最关键的部件就是中央控制器。本文对双电机耦合驱动电动拖拉机中央控制器进行策略与软件的设计,主要研究内容包括:(1)针对电动拖拉机的双电机耦合驱动方式设计整体方案,确定控制器之间的控制关系与传输的输入输出量。通过对电动拖拉机整机犁
贯流式水轮发电机组在正向水轮机和反向水泵工况的水流流动更加稳定,具有轴向贯通、水力损失小、过流能力强等特点。我国现有的贯流式机组机型多以引进为主,因此在基础性技术研究方面尚存在不足。其中灯泡贯流式机组的流道流场分析和水轮机转轮的流固耦合分析一直是本领域的重要技术难题之一,此外对于大型机组振动和稳定性的分析亦需进一步研究。本文综合应用有限元、CFD数值方法,结合优化设计思想,以云南JK水电项目水轮发
随着社会经济的快速发展,建筑外观及功能需求不断升级,建筑材料的创新则是维持这种升级需求与结构安全间平衡关系的重要技术手段。钢筋混凝土材料作为当今世界的主要建材,存世已逾百年,其保持长盛不衰的重要秘诀是“促成了筋材和混凝土的优势力学性能互补”。就筋材而言,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer简称FRP)的出现为进一步提升筋材的单一力学性能优势提供了可能。目前,通过FRP
碳氢化合物作为车辆排放的主要污染物之一,对环境和人类的健康造成了严重的危害。车辆通过安装燃油蒸发管理系统可以降低20%的碳氢排放量,因此燃油蒸发管理系统逐渐受到人们的关注。油箱蒸汽压力传感器作为燃油蒸发管理系统重要的组成部分,时刻监视着汽车油箱内的压力,防止燃油蒸汽的外泄,在保护环境方面起着重要的作用。本工作以通用型油箱蒸汽压力传感器为研究对象,以提高传感器的输出精度和使用寿命为目的,研究了传感器
随着工业的发展和生活水平的提高,人们越来越关注汽车外观,车主都喜欢干净、漂亮、无瑕疵的车身涂装。在整车制造中涂装车间负责车身涂装,空调系统为其提供满足生产工艺要求的涂装环境,包括洁净度、风量、温湿度等,直接影响到车身涂装的质量和生产人员的安全和舒适性。而且涂装车间和空调系统生产过程消耗大量能源,涂装车间约占工厂总能耗的60%,空调系统又占其中的50%。因此对空调控制系统的稳定性、可靠性和节能性提出
随着世界经济一体化趋势的深入发展,很多公司正面临着日益激烈的竞争环境,尤其是汽车零部件行业的竞争环境更加剧烈。在这种环境下,汽车零部件企业如何完成从“以市场为中心”到“以客户为中心”的转变,在确保生产运营成本持续优化的前提下,向客户提供质量更好、更具创新性的产品,是每一个企业需要面临的问题。结合国内外精益生产理论的研究现状以及众多国际跨国制造型企业对于精益生产的实际应用结果来看,精益生产方式是既能
混凝土结构在海洋环境下的基础设施建设中得到了极为广泛的应用。在侵蚀环境和超负荷工作的共同作用下,混凝土结构已经提前出现了开裂、钢筋锈蚀等耐久性不足的问题。为了延长海洋环境下服役混凝土结构的使用寿命、减少结构后期巨额的运营费用,亟需制定合适的、完备的结构维修加固策略。当前,国内外学者已十分关注混凝土结构的维修加固方案研究,然而对结构的最优维修加固时间点及其维护手段等关键问题还未得到统一的认识。鉴于此