本文關鍵詞：TRF-NO燃料HCCI燃燒簡化化學動力學模型研究

  更多相關文章： 均質壓燃 甲苯摻比燃料 一氧化氮 敏感性分析 產率分析

【摘要】：為了解決均質充量壓縮點火(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)面臨的全部負荷和轉速范圍的覆蓋問題、著火時刻和燃燒速率控制問題、運行范圍擴展等問題,多種多樣的技術措施在HCCI技術的實行中得到了廣泛的研究,其中廢氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recirculation,EGR)由于其突出的優(yōu)點,在HCCI研究中獲得了極大的關注。經研究發(fā)現,EGR的化學作用主要體現于EGR氣體中活性成分在燃燒過程中的化學影響,這些活性成分主要包括CO、NO和未燃盡碳氫。而本文選取了EGR氣體中非常重要的一種成分----一氧化氮(NO)作為研究對象。隨著汽油替代混合物的深入研究,甲苯摻比燃料(Toluene Reference Fuel,TRF)是應用比較成熟的汽油三元替代混合物,解決了汽油燃料辛烷值非線性的問題,能捕捉燃料抗爆性能隨發(fā)動機工況的變化特性,能在低溫燃燒過程中很好地描述汽油燃料的性質。本文以NO和TRF為研究對象,而HCCI燃燒受燃料的化學反應動力學控制,因此本文的焦點主要集中在NO與TRF的化學動力學模型上。通過對比前人對NO與TRF的研究成果,選擇了正確的機理并利用敏感性分析法和路徑分析法分析了NO對TRF的各個組分的影響路徑和關鍵反應。NO加入到TRF之后產生新的轉化路徑,NO對正庚烷和異辛烷的影響路徑具有相似性,而甲苯由于其結構的特點與正庚烷和異辛烷都不同。通過分析還發(fā)現:NO加入到TRF之后對燃燒影響的關鍵反應為NO+OH(+M)=HONO(+M)和HO2+NO=NO2+OH;其中,NO對異辛烷和甲苯的影響相似,即著火延遲時間隨NO添加濃度的增加促進作用逐漸加強;而NO對正庚烷的影響與異辛烷和甲苯不同,著火延遲時間呈現出先隨NO添加濃度增加逐漸提前而后隨NO添加濃度增加提前作用逐漸削弱,主要取決于反應NO+OH(+M)=HONO(+M)。在以上分析的基礎上構建了一個包含有80種組分和184個基元反應的TRF-NO的簡化機理。通過與不同的工況下TRF-NO簡化機理與詳細機理和實驗值的對比發(fā)現:TRF-NO簡化機理的TRF分支部分能夠很好地吻合在激波管和HCCI發(fā)動機中的著火延遲時間和缸內壓力;TRF-NO簡化機理能夠很好地吻合在HCCI發(fā)動機中隨著NO添加濃度變化的著火延遲時間。
【關鍵詞】：均質壓燃 甲苯摻比燃料 一氧化氮 敏感性分析 產率分析
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK16
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 HCCI燃燒8-12
• 1.1.1 汽油燃料的HCCI燃燒9-10
• 1.1.2 廢氣再循環(huán)在HCCI中的作用10-11
• 1.1.3 NO對HCCI燃燒的影響11-12
• 1.2 汽油燃料替代混合物及NO的化學動力學模型研究現狀12-14
• 1.2.1 汽油燃料替代混合物化學動力學模型的研究現狀12
• 1.2.2 甲苯摻比燃料12-14
• 1.3 NO對燃料HCCI燃燒影響的化學動力學模型研究進展14-16
• 1.4 本課題的研究意義和內容16-18
• 2 計算軟件簡介18-26
• 2.1 CHEMKIN-PRO簡介19-20
• 2.2 SENKIN簡介20
• 2.3 計算模型20-23
• 2.3.1 熱力學基礎模型20-22
• 2.3.2 化學反應速率模型22
• 2.3.3 發(fā)動機模型22-23
• 2.4 計算模型23-26
• 2.4.1 生成速率分析法23-24
• 2.4.2 敏感性分析法24-26
• 3 NO與各組分之間的相互作用26-50
• 3.1 NO與NC_7H_(16)26-34
• 3.1.1 NO與NC_7H_(16)機理的分析26-28
• 3.1.2 NC_7H_(16) -NO化學動力分析28-34
• 3.2 NO與IC_8H_(18)34-40
• 3.2.1 NO與IC_8H_(18)機理的分析34-36
• 3.2.2 IC_8H_(18) -NO化學動力分析36-40
• 3.3 NO與C_6H_5CH_340-48
• 3.3.1 NO與C_6H_5CH_3機理的分析41-43
• 3.3.2 C_6H_5CH_3 -NO化學動力分析43-48
• 3.4 本章小結48-50
• 4 一氧化氮與TRF簡化化學動力學模型50-62
• 4.1 NO對TRF簡化化學動力學模型的構建50-53
• 4.1.1 TRF子機理的構建50-52
• 4.1.2 NO子機理的構建52-53
• 4.2 NO-TRF機理的驗證53-59
• 4.2.1 TRF機理的驗證53-55
• 4.2.2 NO機理驗證55-59
• 4.3 TRF-NO機理分析59-61
• 4.4 本章小結61-62
• 5 結論與展望62-64
• 5.1 全文結論62-63
• 5.2 展望63-64
• 致謝64-66
• 參考文獻66-72
• 附錄72-79
• A. TRF-NO的簡化機理72-79
• B. 作者在攻讀學位期間已完成的學術論文情況79
• C.作者在攻讀學位期間參與的項目目錄79

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