1、上海交通大学本科毕业论文二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究学生学号专业导师学校代码10248上海交通大学继续教育学院二一五年六月上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究毕业论文声明本人郑重声明1、此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注和致谢的地方外，本文不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。2、本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许
2、此文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学继续教育学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。3、若在上海交通大学继续教育学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担（包括接受毕业论文成绩不及格、缴纳毕业论文重新写作费、重新写作毕业论文、不能按时获得毕业证书等），与毕业论文指导老师无关。作者签名日期上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究第I页二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究摘要均质充量压缩着火（HCCI）燃烧，作为一种能有效实现高效低污染的燃烧方式，能够使发动机同时保持较高的燃油经
3、济性和动力性能，而且能有效降低发动机的NOX和碳烟排放。此外HCCI燃烧的一个显著特点是燃料的着火时刻和燃烧过程主要受化学动力学控制，基于这个特点，发动机结构参数和工况的改变将显著地影响着HCCI发动机的着火和燃烧过程。本文以新型发动机代用燃料二甲醚（DME）为例，对HCCI发动机燃用DME的着火和燃烧过程进行了研究。研究采用由美国LAWRENCELIVERMORE国家实验室提出的DME详细化学动力学反应机理及其开发的HCT化学动力学程序，且DME的详细氧化机理包括399个基元反应，涉及79个组分。为考虑壁面传热的影响，在HCT程序中增加了壁面传热子模型。采用该方法研究了压缩比、燃空当量比、进
4、气充量加热、发动机转速、EGR和燃料添加剂等因素对HCCI着火和燃烧的影响。结果表明，DME的HCCI燃烧过程有明显的低温反应放热和高温反应放热两阶段；增大压缩比、燃空当量比、提高进气充量温度、添加H2O2、H2、CO使着火提前；提高发动机转速、采用冷却EGR、添加CH4、CH3OH使着火滞后。关键字均质充量压缩着火，化学动力学，数值模拟，二甲醚，EGR，燃料添加剂上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究第II页NUMERICALSIMULATIONOFHOMOGENEOUSCHARGECOMPRESSIONIGNITIONCOMBUSTIONFUELEDWITH
5、DIMETHYLETHERABSTRACTHCCIHOMOGENOUSCHARGECOMPRESSIONIGNITIONCOMBUSTIONHASADVANTAGESINTERMSOFEFFICIENCYANDREDUCEDEMISSIONHCCICOMBUSTIONCANNOTONLYENSUREBOTHTHEHIGHECONOMICANDDYNAMICQUALITYOFTHEENGINE,BUTALSOEFFICIENTLYREDUCETHENOXANDSMOKEEMISSIONMOREOVER,ONEOFTHEREMARKABLECHARACTERISTICSOFHCCICOMBUSTI
6、ONISTHATTHEIGNITIONANDCOMBUSTIONPROCESSARECONTROLLEDBYTHECHEMICALKINETICS,SOTHEHCCIIGNITIONTIMECANVARYSIGNIFICANTLYWITHTHECHANGESOFENGINECONFIGURATIONPARAMETERSANDOPERATINGCONDITIONSINTHISWORKNUMERICALSCHEMEFORTHEIGNITIONANDCOMBUSTIONPROCESSOFDMEHOMOGENEOUSCHARGECOMPRESSIONIGNITIONISSTUDIEDTHEDETAIL
7、EDREACTIONMECHANISMOFDMEPROPOSEDBYAMERICANLAWRENCELIVERMORENATIONALLABORATORYLLNLANDTHEHCTCHEMICALKINETICSCODEDEVELOPEDBYLLNLAREUSEDTOINVESTIGATETHEIGNITIONANDCOMBUSTIONPROCESSESOFANHCCIENGINEFUELEDWITHDMETHENEWKINETICMECHANISMFORDMECONSISTSOF79SPECIESAND399REACTIONSTOCONSIDERTHEEFFECTOFWALLHEATTRAN
8、SFER,AWALLHEATTRANSFERMODELISADDEDINTOTHEHCTCODEBYTHISMETHOD,THEEFFECTSOFTHECOMPRESSIONRATIO,THEFUELAIREQUIVALENCERATIO,THEINTAKECHARGEHEATING,THEENGINESPEED,EGRANDFUELADDITIVEONTHEHCCIIGNITIONANDCOMBUSTIONARESTUDIEDTHERESULTSSHOWTHATTHEHCCICOMBUSTIONFUELEDWITHDMECONSISTSOFALOWTEMPERATUREREACTIONHEA
9、TRELEASEPERIODANDAHIGHTEMPERATUREREACTIONHEATRELEASEPERIODITISALSOFOUNDEDTHATINCREASINGTHECOMPRESSIONRATION,THEEQUIVALENCERATIO,THEINTAKECHARGETEMPERATUREANDTHECONTENTOFH2O2,H2ORCOCAUSEADVANCEDIGNITIONTIMINGINCREASINGTHEENGINESPEED,ADOPTIONOFCOLDEGRANDTHECONTENTOFCH4ORCH3OHWILLDELAYTHEIGNITIONTIMING
10、KEYWORDSHCCI,CHEMICALKINETICS,NUMERICALSIMULATION,DME,EGR,FUELADDITIVE上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究第III页目录第一章绪论111引言112HCCI的数值模拟研究现状1121HCCI数值模拟模型1第二章DME均质充量压燃着火的数值模拟方法221二级标题2211三级标题2第五章结论4参考文献5致谢6译文及原文7上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究第1页共6页第一章绪论11引言随着汽车工业的发展和汽车保有量的增加,汽车在大量消耗石油燃料的同时,尾气排出的有
11、害气体还严重地污染了人们赖以生存的大气环境,实现能源与环境长期可持续发展是摆在汽车和内燃机工作者面前的重大课题。环保和能源是发动机工业需要解决的两个主要问题。目前，随着人们对环境污染重视程度的日益提高，各国越来越重视环境保护，现在已制定了将NOX和PM视为大气污染源的强化法规，如美国加州在1998年生效的一项超低排放汽车法规规定汽车的NOXHC排放25G/BPHHR,PM排放005G/BPHHR。为满足严格的排放要求，研究人员在各个相关领域进行了大量的研究工作，改进发动机的燃烧系统作为一个重要解决途径，也取得了一定进展1。12HCCI的数值模拟研究现状HCCI发动机的着火与燃烧过程与传统的火花
12、塞点火式和压燃式发动机有着本质的区别，在HCCI发动机的着火燃烧过程中，燃料的化学反应动力学起着至关重要的作用。因此，相对于传统发动机数值模拟研究主要侧重于湍流混合与燃烧模型而言，HCCI发动机燃烧模拟的焦点主要集中在燃料的反应机理和化学动力学模型上。121HCCI数值模拟模型目前HCCI数值模拟研究主要集中在单区、多区和多维模型上2。本节将从这三方面分别予以介绍1）单区模型2双区和多区模型3多维模型上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究第2页共6页第二章DME均质充量压燃着火的数值模拟方法21二级标题内容211三级标题内容（21）（22）表21选取组分的热力学
13、性质组分HFKCAL/MOLSFKCAL/MOLCPKCAL/MOLA1A2A3100100100KKKMM1上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究第3页共6页续表21组分HFKCAL/MOLSFKCAL/MOLCPKCAL/MOLA4A5A6A7A8100100100图21气缸压力随曲轴转角变化的曲线上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究第4页共6页第五章结论内容上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究第5页共6页参考文献1谭丙煜怎样撰写科学论文沈阳辽宁人民出版社，1982592EISSENHNAN
14、INTRODUCTIONTOMOLECULARANDCELLULARPRINCIPLESOFTHEIMMUNERESPONES5THED，NEWYORKHARPERANDROW，1974403李薰十年来中国冶金科学技术的发展金属学报，1964；74424YOUCH，LEEKY，CHEYRFETALELECTROGASTROGRAPHICSTUDYOFPATIENTSWITHUNEXPLAINEDNAUSEA，BLOATINGANDVOMITINGGASTROENTEROLOGY，1980；793115678上海交通大学本科毕业论文（设计）二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究第6页共6页致谢内容
