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汽油掺烧甲醇裂解气发动机模拟研究
| 论文题名： | 汽油掺烧甲醇裂解气发动机模拟研究 |
| 关键词： | 甲醇裂解;大涡模拟;点火延迟;汽油掺烧;汽车发动机;数值模拟 |
| 摘要： | 本文基于东风A16发动机的试验参数,采用开源软件OpenFOAM对甲醇裂解气发动机进行数值模拟研究。由于开源软件的特性，考虑到发动机燃烧性质，所以自己编写关于甲醇裂解气发动机燃烧的数值模拟求解器，加入的PaSR模型配合OpenFOAM嵌入的CHEMKIN模块，对发动机的燃烧与排放物质研究有很大作用。对发动机算例进行修改，选用大涡模拟(Large-Eddy Simulation,LES)湍流模型，采用简化的化学反应机理，并且对简化机理进行点火延迟测试。 着火延迟测试显示测试的压力区间15atm到45atm，温度区间700K到1100K左右，当量比范围φ=0.5到φ=0.52.0，温度、压力、当量比测试范围已经满足发动机绝大部分工况，发动机在点火时刻的温度大约在700K到800K之间，压力大约在1.5atm到2.0atm之间，当量比φ=0.50.7到φ=0.51.6之间，32种组分和34种组分异辛烷简化机理与详细机理以及实验数据偏差非常小，使用这个简化机理模拟准确度较高。 在过量空气系数为1.0条件下，对甲醇在不同替代比（10%，20%，30%，35%）条件下甲醇裂解气发动机的动力性以及NO的排放特性进行了模拟研究。假设甲醇完全裂解成氢气与一氧化碳，随着甲醇掺混比例的增加发动机的缸内最高燃烧压力，气缸温度都有所增加。NO生成量呈现先降低后增加的趋势，在替代比为10%时最低。接着模拟研究了甲醇替代比为10%条件下，不同过量空气系数对发动机的影响。随着过量空气系数的增加，缸内最高燃烧压力，最高温度均有降低趋势，NO先增加后减少，替代比为1.1最高，大于1.1后下降，并且下降幅度增大。 |
| 作者： | 杨圣义 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 鲁昊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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