催化燃烧对均质压燃发动机排放影响的数值模拟

通过耦合DETCHEM软件包及CHEMKIN软件包中的SENKIN模块,对活塞顶涂有催化剂的均质压燃(HCCI)发动机的燃烧过程进行了数值计算,建立了多区模型.利用此模型分析了催化燃烧对HCCI发动机缸内温度、热释放速率以及未燃碳氢化合物(UHC)、氮氧化合物(NOx)、一氧化碳(CO)排放的影响,结果表明催化燃烧能降低UHC、CO的排放,但NOx的排放会有所升高.对不同催化剂及混合催化剂对HCCI发动机缸内温度、热释放速率以及UHC、NOx、CO排放的影响进行了探索,结果表明,和金属铂相比,以铑作催化剂时UHC的排放降低,但NOx、CO排放会有所升高;采用500/0Pt-500/0Rh的混合催化剂时,UHC、NOx的排放介于1000/0Pt与1000/0Rh之间,但CO的排放却比采用1000/0Pt与1000/0Rh时都要低.     

烟气余热回收利用型溴化锂吸收式冷热水机的研发

介绍了烟气余热回收利用型溴化锂吸收式冷热水机在冷热电三联供系统中的应用。烟气高压发生器的设计采用数值仿真的方法,重点介绍了参数的选定、液管的布置以及压力损失和换热量的计算,并对数值仿真的计算结果进行了分析。     

不同亚网格尺度应力模型在燃油喷雾大涡模拟中的应用

亚网格尺度应力模型是影响大涡模拟结果的一个关键因素.在K-方程亚网格湍动能模型的基础上,对其它比较常用的3种代数模型(Smagoringsky模型、动态Smagoringsky模型和WALE模型)在燃油喷雾中的适用性作了探讨.在定容弹中采用3个不同的燃油喷雾试验作为数值模拟的验证对象,分析了喷雾的演变过程.并将其应用于...     

柴油多元表征燃料多环芳烃生成模型的开发

构建了适用于正癸烷、甲苯和甲基环己烷等3种单一燃料及其混合燃料的多环芳烃(PAHs)骨架模型,包括103个组分和248个反应.用新模型分别模拟了正癸烷、甲基环己烷、正癸烷/甲苯混合燃料以及柴油表征燃料在基础反应器中的氧化过程,结果表明:该模型能重现重要组分浓度的试验值.将此模型与笔者开发的碳烟模型相耦合并纳入KIVA-3V程序,对一台以2号柴油为燃料的发动机的燃烧过程和碳烟排放进行了模拟,结果表明:新的模型都能较准确地计算缸内压力、放热率、碳烟排放量和PAHs的生成过程.     

内燃机跨临界/超临界燃料喷雾混合过程的机理与模型

高密度低温燃烧等内燃机燃烧新概念的提出,使得跨临界/超临界燃料喷射与喷雾混合成为内燃机研究者面临的一个重要课题.跨临界/超临界下的液体射流与喷雾形成具有与亚临界工况本质不同且极其复杂的机理.首先对跨临界/超临界液体射流喷雾的特征与机理做了简要介绍;然后,对迄今国内外在该领域的研究进展进行了比较系统全面的评述,同时指出了其局限与不足.在全面审视前人关于直喷式内燃机燃料喷雾混合过程的机理与模型研究的基础上,提出一个新的跨临界/超临界环境下液体燃料喷射与混合气形成的数理模型——"混合层回缩"(MLR)模型;并进而建议,采用微观、介观与宏观研究相结合的5步策略,构建直喷式发动机亚临界/跨临界/超临界燃料喷雾混合过程的全工况统一模型.     

异辛烷HCCI燃烧下多环芳烃数值模拟

通过修改化学动力学软件CHEMKINⅢ,建立异辛烷均匀充量压缩点火(homogeneous charge compression ignition,HCCI)燃烧下排放特性数值模拟的多区模型.分析异辛烷HCCI燃烧下芳香烃(苯)与多环芳烃(萘、菲及芘)的生成及演变规律.采用异辛烷的燃烧与分解、多环芳烃生成的反应机理(包括115种组分,557个基元反应)进行计算.结果表明,碳氢排放主要来源于缝隙区及边界层区,而CO排放主要来源于边界层区;在各区达到着火时刻时,各区的苯、萘、菲及芘质量分数呈现先急升,再急降为一稳定值;同时,在这4种芳香烃排放中,苯的质量分数最高,萘其次,芘的排放基本为零.     

压缩对内燃机缸内湍能的影响

用能量法和结构法考察了在不同的初始条件下,压缩过程中缸内湍能的变化情况,并把湍能的产生和耗散作了比较。文中采用了ｋε模型和雷诺应力模型中的 Ｌ Ｒ Ｒ模型进行计算。结果表明：对于内燃机缸内湍流,压力膨胀项的作用完全可以忽略,也就是说,压缩对湍能的影响主要不是通过脉动膨胀来直接作用,而是通过改变湍流结构来影响湍能的,即通过改变雷诺应力的各向异性来改变湍能产生项,通过改变湍流时间尺度来改变耗散项。     

液体射流扰动控制方程边界条件及稳定性分析

本文针对粘性气体中的粘性不可压缩液体射流的分裂与雾化过程边界条件,进行了扰动分析,并对其进行线性化及无量纲化,得到了射流扰动控制方程无量纲线化边界条件。最后对射流分裂与雾化过程的不稳定性做了数值分析,其结果与实际观测到的射流边界面变化规律一致。     

瓦斯爆燃火焰在狭缝中的动态传播及淬熄特性

为研究狭缝对瓦斯爆燃火焰的阻燃机理,在单步不可逆化学反应和EBU-Arrhenius燃烧模型基础上,对不同火焰初始速度和狭缝间距的瓦斯爆燃火焰动态传播规律及淬熄特性进行数值模拟。数值结果表明,在火焰初始速度小于167 m/s且狭缝间距小于1.2 mm条件下,瓦斯爆燃火焰在狭缝中均有可能发生淬熄。淬熄距离与火焰初始速度及狭缝间距有关,即初始火焰速度或狭缝间距越小,淬熄距离将随之减小,火焰越容易被阻燃。实验验证表明,数值模拟结果与实验数据吻合较好,但是当火焰初始速度增大时计算误差随之增大,其原因是由于湍流强度增大使淬熄温度发生变化。     

缝隙区催化燃烧影响HCCI发动机燃烧与排放特性的多维数值模拟

将发动机多维CFD程序KIVA-3V与化学动力学程序CHEMKIN Ⅲ及DETCHEM相耦合,模拟了缝隙区催化燃烧对HCCI发动机燃烧及排放特性的影响.发动机以甲烷为燃料,其表面和空间采用详细的化学反应动力学机理.利用此模型分析了活塞顶部及侧面催化剂铂涂层对HCCI发动机着火时刻、缸内温度场及HC、CO、NO浓度场的影响.结果表明,当仅活塞顶存在催化剂涂层时,HCCI发动机着火时刻提前,HC、CO排放降低;当活塞顶及缝隙区同时存在催化剂时,HC、CO的排放更低,但NOx排放略有升高.