丁醇汽油混合燃料稀燃过程能量转换规律的研究

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1、摘要随着我国经济的持续发展和人均消费水平的不断提高，人们对于汽车的需求量和拥有量也是越来越大，带来一系列能源危机和环境保护问题。为解决这一问题，一方面要研究新型发动机技术，另一方面要开展代用燃料的研究。由于丁醇具有良好的物化性能，作为车用发动机的新型代用燃料，它引起交通能源领域的广泛关注，成为代用燃料中的研究热点。为更好了解丁醇汽油混合燃料的燃烧特性，本文在定容燃烧弹上针对掺混35％丁醇的混合汽油燃料稀混合气燃烧过程能量转换规律进行了试验研究。首先，在定容燃烧弹上研究填充压力、介质温度和混合气浓度边界条件对能量转换规律的影响。选取的边界条件为：填充压力分别为0．9MPa、1．2MPa和1．5M

2、Pa；介质温度分别为250。C和300。C；过量空气系数分别为1．2和1．4。在不同边界条件组合下，利用定容燃烧弹进行丁醇汽油混合燃料的燃烧试验，分析比较试验所得热力学参数，得出不同边界条件对丁醇汽油混合燃料稀燃过程能量转换规律的影响。然后，建立了定容燃烧弹燃烧过程的三维数值计算方法和数学模型。应用AVLFIRE软件对定容燃烧弹实现几何模型的建立以及网格划分，并对所选取的计算模型进行了试验验证，验证结果表明该计算模型的计算结果合理可信。最后，为了获得更加广泛的燃烧特性，应用AVLFIRE软件进行了拓展边界条件下丁醇汽油混合燃料能量转换规律的仿真研究。选取的拓展边界条件为：填充压力分别为0．9M

3、Pa、1．2MPa、1．5MPa和1．8MPa；介质温度分别为250℃、300℃、350℃和400℃；过量空气系数分别为1．2、1．4和1．6。仿真研究得到的边界条件对丁醇汽油混合燃料能量转换规律的影响与试验分析基本一致。关键词：丁醇汽油；稀燃；能量转换规律；定容燃烧弹；仿真模拟AbstractWithChina’Ssustainedeconomicdevelopmentandincreasinglevelsofpercapitaconsumption，peopledemandandcarownershipisalsogrowing，bringingarangeofenergycrisisan

4、denvironmentalproblems．Tosolvethisproblem，oneshouldbothstudythenewenginetechnologyandresearchalternativefuels．Sincebutanolhasgoodphysicalandchemicalproperties，asnewalternativefuelofvehicleengines，whichcausedwidespreadconcerninthefieldoftransportenergy,itbecomeahottopicofalternativefuels．Tobetterunde

5、rstandthecombustioncharacteristicsofthebutanolgasolineblends，thepaperstudiedenergyconversioncharacteristicsof35％butanolgasolineblendsinaconstantvolumecombustionbomb．Firstly,theeffectoffillingpressure，mediumtemperatureandtheexcessaircoefficientontheenergyconversionlawswasstudied．Theselectedboundaryco

6、nditionsareasfollows，fillingpressureisO．9MPa，1．2MPaand1．5MPa，initialtemperatureis250℃and300℃andtheexcessaircoefficientiS1．2and1．4．Incombinationofdifferentboundaryconditions，usingtheconstantvolumecombustionbomb，thebutanolgasolineblendscombustioncharacteristicsweretested．Viaanalyzingtheobtainedthermod

7、ynamicparameters，theeffectofdifferentboundaryconditionsontheenergyconversioncharacteristicswerestudied．Then，athree．dimensionalnumericalmethodsandmathematicalmodelsofthecombustionprocessintheconstantvo