回热式多孔介质发动机的多维数值模拟

回热式发动机利用多孔介质回热器在气缸中的往复运动,实现气固之间的热交换,促进均匀混合气的形成,从而实现均质和稳定的燃烧.本文利用改进的KIVA-3V程序对Ferrenberg所提出的回热式发动机模型进行了二维数值模拟.发动机以甲烷为燃料,采用了详细的反应机理.通过数值计算讨论了两个主要的工况参数,孔隙率和燃料喷射量对发动机燃烧温度的影响.计算模拟表明,多孔介质的孔隙率越大,甲烷的喷射量越多,气缸内的高温区域也最大.     

多孔介质燃烧-换热器NOx排放的二维数值研究

通过二维单温模型,考虑甲烷燃烧的详细化学反应机理,数值研究多孔介质燃烧-换热器内的燃烧、传热和NO排放规律.研究主要工作参数过量空气系数和燃烧器功率对氮氧化物排放的影响.结果表明,过量空气系数和功率对NO排放有显著的影响.功率一定时,过量空气系数由1.12增大到1.42时,NO体积分数由3.9E-5减少到1.8E-5....     

过滤燃烧火焰锋面倾斜演变的二维数值研究

通过二维双温模型研究过滤燃烧火焰锋面倾斜的演化规律。给定初始倾斜角度(8°),甲烷/空气在当量比为0.2～0.5,流速为0.4～1.2 m/s的范围内,研究倾斜火焰锋面的演变。结果表明,在流速较大时,火焰锋面演化类似于S形的火焰;在流速较小时,火焰锋面演化为特征火焰。分析表明,形成以上火焰的原因是由于初始倾斜火焰在燃烧器中径向不同位置的传播速度不同。数值计算捕捉到了倾斜火焰发展的基本形态。     

考虑弥散效应的多孔介质中超绝热燃烧的数值模拟

研究多孔介质内往复流动下的超绝热燃烧。一维模型包括气体输运、多孔介质固体的辐射、导热和气固两相间的对流换热。通过数值计算研究超绝热燃烧的形成、以及弥散效应、当量比和多孔介质材料本身对超绝热燃烧特性的影响。计算结果的有效性通过实验进行了验证并取得了相同的趋势。结果表明,组分弥散效应对气体温度分布和反应热影响很小;同一工况下,不考虑气体混合物的热弥散效应,会导致过高的气体温度计算值。同时,计算结果表明小孔径的多孔介质更有利于贫可燃极限的扩展,对30 ppi的多孔介质燃烧器,得到了当量比为0．092的可燃极限。