二甲醚均质混合压燃燃烧数值模拟研究.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.015二甲醚均质混合压燃燃烧数值模拟研究邓航，邓惜仁，吴先焕（长安大学汽车学院，陕西西安710064）摘要：文章利用大型化学反应动力学软件CHEMKIN结合二甲醚详细化学反应动力模型，对二甲醚的HCCI燃烧进行了模拟研究，从理论上研究探讨二甲醚的HCCI燃烧机理，构建了二甲醚HCCI反应动力学的简化模型，并研究了边界条件对二甲醚HCCI燃烧的影响。结果表明：随着进气温度的升高、过量空气系数的减小、初始压力的增加，缸内的最高压力升高，最大燃烧温度上升。关键词：燃烧特性；排放；均质混合压燃；二甲醚；数值模拟中图分类号：U

2、463.8文献标识码：A文章编号：1671-7988(2016)07-48-03CombustionNumericalSimulationofDMEHCCIDengHang,DengXiren,WuXianhuan(AutomobileChang’anUniversity,ShaanxiXi’an710064)Abstract:Inthispaper,thesimulationstudyondimethyletherHCCIcombustioniscarriedoutbyusingthelarge-scalechemicalreactionkineticssoftwareCHEMKI

3、N,combinedwiththedetailedchemicalkineticsmodelofDME.ThecombustionchemicalkineticsmechanismofDMEisinvestigatedintheory.AndtheinfluencesofboundaryconditionsonDMEHCCIcombustionareanalyzed.Theresultsshowthatthemaximumpressureandthemaximumtemperatureinthecylinderareincreasedwiththeincreaseoftheintak

4、eairtemperature,excessaircoefficientandtheincreaseofinitialpressure.Keywords:CombustionCharacteristic;Emission;HCCI;DME;SimulationCLCNO.:U463.8DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2016)07-48-03本文采用单区零维详细化学动力学模型，利用CHEM引言KIN完成二甲醚的HCCI燃烧的模拟计算。1.1模型的选择面对日益短缺的能源和汽车尾气排放污染越来越严重，本文选择CHENKIN中的内燃机模型（即ICEngi

5、ne），世界很多的国家在研究提高发动机性能时，不得不积极地研ICEngine模块解决了发动机中的着火燃烧问题。应用IC究和开发使用优良的代用燃料，比如二甲醚、甲醇等。Engine模块在发动机中进行HCCI燃烧模拟计算，需基于以二甲醚作为燃料具有高的蒸汽压、低沸点、压燃性好及下3点假设：混合气形成容易等特性，非常适合HCCI的燃烧方式，因此，（1）燃烧室内质量恒定，且整个燃烧室为绝热系统混合深入研究二甲醚HCCI燃烧过程，分析其燃烧特征，开发二[1]气体组分均为理想气体，其比热能c、内能u、焓h等参数均甲醚HCCI燃烧技术，具有重要的理论和现实意义。仅与气体温度和气体成分有关。1、内燃

6、机计算模型（2）缸内工质的状态均匀，即同一瞬时气缸内各点的压力、温度、各组分浓度处处相等。并假定在进气期间，通过作者简介：邓航，就读于长安大学汽车学院。系统边界进入气缸内的空气与气缸内的残余废气实现瞬时的49汽车实用技术2016年第7期完全混合。工质总量不变，过量空气系数增加还会导致燃料量减少，也（3）不计气体的动能和势能。会使最高温度压力下降。模拟计算中进气门在上止点前(BTDC)132°CA关闭，故以压缩上止点为曲轴转角的零点，计算从进气门关闭开始，结束于膨胀行程的终点，并且假设在模拟计算过程中，缸内压力、温度、各组分浓度处处相等，不考虑燃烧室壁面的传[2]热。1.2模拟数据与试

7、验数据对比本文选用的发动机是云南内燃机厂生产的4100QB-1A发动机。为了验证计算模型的可靠性，将计算得到的缸内压力与图3过量空气系数对缸内压力的影响试验测得的缸内压力进行比较。计算初始条件根据试验测量1.4进气温度对HCCI燃烧的影响数据确定，图1为转速n=1000r/min、进气温度Tin=300K、关于进气温度参数的研究计算条件：转速1000rpm，平均指示压力Pi=0.12MPa工况下模拟计算结果与试验结果P0=0.095MPa，CR=17，α=