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O2/Ar进气条件下柴油机燃烧过程的可视化研究
| 论文题名： | O2/Ar进气条件下柴油机燃烧过程的可视化研究 |
| 关键词： | 柴油机;燃烧过程;数值模拟;进气条件 |
| 摘要： | 柴油机具有热效率高、燃油消耗率低的优点，但其大规模应用却带来了严重的空气污染问题。柴油机排放产物中PM和NOx遵循“trade-off”变化规律，因此给柴油机的排放控制带来了困难。本文采用O2/Ar混合进气燃烧技术，通过发动机可视化实验，研究了常规空气进气条件和O2/Ar进气条件下柴油机的燃烧过程。 使用FIRE软件ESE Diesel模块，建立了光学发动机ZS195缸内工作过程模型。基于简化的正庚烷反应机理，对不同比例O2/Ar进气条件下发动机工作过程进行数值模拟。模拟结果表明:Ar比例为79％时，发动机的平均压力高于Ar比例为85％、60％及空气时的平均压力，其最大爆发压力为78.40bar;平均温度和60％Ar组接近，高于85％Ar组及空气组;最大压力升高率和最大平均放热率与85％Ar组接近，低于60％Ar组和空气组，即79％Ar比例时发动机工作比较平稳。 本文在原有光学发动机ZS195装置的基础上，设计了一套可以在空气进气和O2/Ar混合气进气间自由切换的进气系统。根据模拟结果，选择21％O2+79％Ar作为混合进气比例，进行了供油提前角为16℃A时空气进气和O2/Ar进气及供油提前角为11℃A时O2/Ar进气的可视化实验，获得了三组实验的缸压信号、转速信号和燃烧火焰图片。实验结果表明:O2/Ar进气条件下的最大平均压力比常规空气进气大52.1％，推迟供油可以降低压力，但仍然比空气进气大24.4％; O2/Ar进气条件下最大压力升高率和最大放热率出现时刻比空气进气条件下提前;O2/Ar进气条件下最大放热率和最大压力升高率时最高温度最低温度与空气进气条件下相同，平均温度低于空气进气时，火焰扩散速度是空气进气时的2.2倍。 |
| 作者： | 曾伟 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 左承基 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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