液化石油气/二甲醚混合燃料着火特性的试验研究与动力学分析

摘要

为了显著提高汽车发动机的燃油经济性、减少有害尾气排放，深刻理解和掌握碳氢燃料的着火过程和氧化动力学机理十分重要。当前二甲醚和液化石油气已经成为两种重要的替代燃料，为此，本文采用激波管燃烧试验和CHEMKIN软件分析方法研究了二甲醚和液化石油气/二甲醚混合燃料的着火特性，用于改善HCCI燃烧的着火特性，拓宽 HCCI燃烧负荷范围，同时降低有害物质 NOX和碳烟的排放。同时，本文构建了液化石油气/二甲醚混合燃料的化学动力学机理，该机理与试验结果吻合度很高，结合该机理进行了敏感性分析和反应路径分析。
　　本文首先利用激波管测量了二甲醚在不同温度下的着火延时，并结合比较权威的二甲醚机理进行模拟研究，结论认为：着火延时随当量比减小而延长，在高温阶段着火延时对当量比的敏感性降低；着火延时随压力升高而缩短。高温条件下，二甲醚的氧化以小分子参与的反应为主。裂解反应的影响随温度升高而变大。当温度降低时，大分子参与反应的比例和影响越来越大。
　　然后利用激波管测量了液化石油气/二甲醚混合燃料的着火延时，结合混合机理进行了敏感性分析和反应路径分析。结论认为：二甲醚混合比例的增加使促进着火的主导反应增多，缩短了着火延时，且二甲醚与丙烷竞争了小分子自由基。路径分析发现，主要反应物在不同混合比例下的反应路径基本相同，脱氢反应仍然起主导作用，二甲醚的添加对反应路径影响不大。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 能源与环境背景

1.2 新型燃烧方式HCCI

1.3替代燃料

1.4 本文研究内容及意义

第二章 计算软件及化学动力学机理

2.1 CHEMKIN软件介绍

2.2 液化石油气的化学动力学机理

2.3 二甲醚的化学动力学机理

2.4 本章小结

第三章 激波管试验台架

3.1 激波管系统

3.2激波管内流动及计算

3.3着火延时定义

3.4 激波管可靠性验证

3.5 本章小结

第四章 二甲醚着火特性的试验研究与动力学分析

4.1 引言

4.2 二甲醚试验结果与分析

4.3 二甲醚着火过程的敏感性分析

4.4 二甲醚氧化过程的主要物质浓度变化历程分析

4.5二甲醚氧化过程的反应路径分析

4.6本章小结

第五章 液化石油气/二甲醚混合燃料着火特性的试验研究与动力学分析

5.1 引言

5.2 混合燃料化学动力学机理的建立与验证

5.3 液化石油气/二甲醚混合燃料的试验结果及分析

5.4 不同DME混合比例着火延时的敏感性分析

5.5 不同比例混合燃料的反应路径分析

5.6本章小结

第六章 全文总结和工作展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的学术成果

参加的科研项目与获得的奖励

声明