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均质压燃.docx

上传人:guoxiachuanyue005 2022/8/11 文件大小:434 KB

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均质压燃.docx

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文档介绍

文档介绍:3)
3)
均质压燃
摘要:根据实验得到的能量释放结果,在均质压燃燃烧研究中,常使用一种半经验的点火模型和一种全经验的能量方程来评价混合气,空气及排放,实验在爆震试验(CFR)发动机中进行。为了评价在改变运行因素时均质压燃(dP'
dVg\
f
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=mT
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+mR
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[dB丿
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g
g
\dB?
gg
P
鉀室
齡蠢歸汽缸
mf—来自于燃料的大量的热量(能量释放)
Qf—从气体到燃油保持平均温度的能量gf
图2能量释放模型在这种模式下必须注意,燃料在燃烧室中的燃烧速率并不是实际化学反应的速度,而仅仅是空气和燃料到燃烧产物的一个全面的能量释放的过程。分析模型并没有模拟实际燃料反应或者氧化系统而是用一种转换平衡方程来阐述正确能量计算从热力学的角度来研究发动机的燃烧。
最后,为了增加定量分析和实验获得的关于能量释放和燃烧混合气温度,能量释放速率和排气温度记录每一个实验运行被削减到一个独立的平均能量释放速率和单独的排气平均温度。通过评价25%—75%的燃烧曲线,大多数的能源释放都能够在试验中正常运行。同样,排气平均温度也被定义为25%—75%的燃料被燃烧掉的时候的平均排气温度。排气平均温度给排气温度一个数量表示法:同一范围释放的能量的平均值来代表用排气温度来控制能量释放。
在研究的这一方面,用到了三种燃料:燃料A:标准燃料辛烷值70
(PRF70)70%异辛烷,30%正庚烷
RON=70MON=70RON-MON=0
燃料B:标准燃料辛烷值60
(PRF60)60%异辛烷,40%正庚烷
RON=60MON=60RON-MON=0
燃料C:60%异丙苯,40%正庚烷
RON=66MON=60RON-MON=6
4)
■4上止点+2十4+6
曲轴转角

3能量释放曲线
曲轴转角
选择这两种燃料是因为二者能够代表低辛烷值燃料,也是用于自燃研究和碳氢化学反应动力学
4)
的传统燃料。选择燃料A是因为Halstead等人研究的半经验动力学也包括70PRF的评价。而燃料B
2)
的选择则是为了建立辛烷值对均质压燃的影响。燃料C是为了有别于燃料A和燃料B试着去建立辛烷值和碳含量相近而不同的化学物质的不同燃烧特性。
讨论
均质压燃燃烧过程的研究在本研究中仅仅是一个化学动力过程和一个详细的两冲程发动机工况的检测。Normal和Schlieren对两冲程发动机的燃烧过程拍摄的照片显示均质系统仅仅有一些较细微的变化。在火焰前锋到达之前,没有任何局部过热的迹象,只有均质压燃系统中的燃油,空气以及燃烧生成的废气。于是,对碳氢燃料中的主要化学物质及反应路径理解更有利于研究均质压燃。当前的学术界认为有三种均质反应路线可能成为典型的烷烃燃料以及氧化过程的本质。
低于750K时的燃料的主要反应类型是链传播,燃料快速反应的链传播主要涉及到氧气分子和一系列复杂的氧化反应类型。
在800K到950k时,燃料的的主要反应仍然是链式反应,包括氧分子和与烯烃,HO2自由基的快速结合。
在1000K以上时,然量的主要反应由C-C中心键断裂形成烯烃和自由基的热分解反应。
还有一种推导结果在高温状态(高于1000K)下燃料的反应为的快速热分解;低于950K时,燃料反应主要为氧化反应。这个分歧尤为有用在从压缩行程开始考虑均质压燃燃烧时,950K以下时候,用化学动力学来解释点火,当温度上升到1000K时,开始燃烧。
现有的研究一般会分为两个半独立的研究区域。一个是高温动力和能量释放过程,另一个是低温动力和点火过程。
低温动力一点火低温(低于950K)反应动力是燃料直接与氧气分子直接快速反应通过化学反应引发燃烧。用快速压缩机经过多年的研究表明低于950K的常规汽油的自发氧化是一种异常的,却连续,典型的冷焰,负温度系数,二级点火,和传统的单级点火。为了说明这种现象和常规汽油自发氧化的本质,研究人员提供了很多的分解支链框架图。
壳牌有限公司的研究人员最近研究出了化学反应的大致框架,体现了汽油的低温氧化由链式反应机理到一个数学模型,来模拟发动机的工作状况。这项工作是在碳氢燃料的基本氧化反应和碳氢的着火过程作为基本的动力理论来做基础的。对于一种已经评价过的燃料,这个模型可以通过温度,燃料,氧气浓度以及压力数据,包括从二级到一级自动点火根据温度的升高来预测燃料在诱导期的点火与时间。
为了规范均质压燃压缩过程中的点火过程,将半经验点火动力模型与压缩冲程模型联合起来并以量研究。在这一部分需要解决Halstead等人建立的五个联立的方程。四个化学反应速率的方