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O2/CO2气氛下汽油替代燃料的火焰特性研究
| 论文题名： | O2/CO2气氛下汽油替代燃料的火焰特性研究 |
| 关键词： | 汽车内燃机;汽油替代燃料;火焰特性;化学动力学机理 |
| 摘要： | 随着我国汽车行业的快速发展和汽车保有量的持续增长，发动机燃料短缺及尾气多类污染物的排放给我国能源安全及环境协调发展造成巨大挑战。采用替代燃料、发展新型内燃机燃烧方式HCCI、ERG等是实现内燃机清洁高效燃烧的必由之路。针对O2/CO2进气能够同时控制汽油机的CO、HC、NOx的排放，且能有效控制发动机敲缸现象、缸内燃烧温度，本文采用RMG的基于速率的筛选算法，构建了多组有关汽油替代燃料的机理模型。在此技术上，从化学动力学机理的角度分析了O2/CO2气氛下汽油燃烧的火焰特性。 本文首先利用RMG软件构建了空气气氛下的正庚烷、异辛烷、PRF反应机理。所得机理模型不仅扩宽了前人利用RMG构建的正庚烷机理的使用范围，还与罗伦斯详细正庚烷机理评估的不同条件下的着火延迟特性高度吻合。三组机理描述的负温度系数区、低温与高温的着火特性，以及常温常压下的层流火焰传播速度均与文献匹配。此外，还构建了O2/CO2气氛下的异辛烷机理及TRF机理，前者评估的O2/CO2气氛下的着火数据与实验值匹配较好，比罗伦斯异辛烷机理更接近实验值；TRF机理也能准确地评估单组份、多组分物质的着火延迟特性，结果令人满意。 其次，采用构建的TRF机理计算了Surrogate A作为汽油替代燃料，在不同温度、压力、当量比、O2浓度、CO2浓度下的着火延迟、绝热火焰温度、火焰传播速度的变化规律。结果表明：初始压力、CO2与O2浓度对汽油替代燃料在低温时的着火延迟时间的影响明显大于高温处的影响。随着O2/CO2进气中O2浓度的不断增加，着火延迟减小的幅度逐渐缩小，火焰传播速度的增长幅度更明显。O2浓度从19％增到29％时，两种气氛的绝热火焰温度约增加了400K，火焰速度约为原来的4倍。CO2浓度从0％增到30％时，绝热火焰温度约下降了210K，火焰速度减少了原来的一半多。随着CO2浓度的不断增大，火焰速度减小的幅度逐渐变小。 |
| 作者： | 金子芹 |
| 专业： | 热能工程 |
| 导师： | 刘豪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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