正庚烷hcci燃烧下芳香烃及多环芳烃形成的多维数值研究

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1、第39卷第4期小型内燃机与摩托车Vo1．39No．42010年8月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEAug．2010·研究·开发·正庚烷HCCI燃烧下芳香烃及多环芳烃形成的多维数值研究曾文宋崇林(1一沈阳航空航天大学动力与能源工程学院辽宁沈阳1101362一天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室)摘要：将发动机多维CFD程序KIVA一3V与化学动力学程序CHEMKINIII相耦合，对正庚烷HCCI燃烧下芳香烃(苯)与多环芳烃(萘、菲及芘)的生成及演变规律进行了详细分析。发动机以正庚烷为燃料，其化学反应采用了正庚烷的燃烧与分解、多环芳烃生成的详细反

2、应机理。结果表明在缸内混合气着火前，A，(苯)的质量浓度场较不均匀，在缸中心区域A质量浓度较高，而在边界层及缝隙区则相对较低；然而在缸中心区域及缝隙区，A(萘)、(菲)与A(芘)的质量浓度场较低，而在边界层区则相对较高。在缸内混合气着火后，在缸中心区域及边界层区，A。～A质量浓度较低，而在缝隙区则相对较高。混合气着火后短暂时间内为A～A生成的高峰期，在经历高峰期后A～A质量平均浓度迅速降低。同时，在排气门打开(120。CAATDC)时，在这4种芳香烃与多环芳烃中，苯的排放量最高，萘其次，而芘的排放量则最低。关键词：正庚烷多环芳烃均质压燃数值模拟CFD模型中图分类号：TK421．5文献标识码：

3、A文章编号：1671—0630(2010)04—0001—05MultidimensionalCFDResearchonFormationofAromaticandPolycyclicAromaticHydr0carb0nsinn-HeptaneHCCICombustionZengWen，SongChonglin1一SchoolofEngineandEnergyEngineering，ShenyangAerospaceUniversity(Shenyang，Liaoning，110136，China)2一StateKeyLaboratoryofEngines，TianjinUniversit

4、yAbstract：BycouplingtheKIVA-3VengineCFDpackagewiththeCHEMKINIIIchemicalkineticspackage，theformationandevolvementmechanismsofthearomatic(benzene)andpolycyclicaromatichydrocarbons(in—cludingnaphthalene，phenanthreneandpyrene)inn—heptaneHCCIcombustionweresimulated．N—heptanewasusedasfuelandthedetailedre

5、actionmechanismsofcombustionofn——heptaneandformationofthepolycyclicaromatichydrocarbonswereadopted．TheresultsshowthatthemassfractionfieldofA1(benzene)isveryin-homogeneousandcomparingwiththeboundaryzoneandthecrevicezone，themassfractionofA1inthecorezoneishigherbeforeignition．However，comparingwiththec

6、orezoneandthecrevicezone，themassfractionsofA2(naphthalene)，A3(phenanthrene)andA4(pyrene)intheboundaryzonearehigher．Afterignition，comparingwiththecorezoneandtheboundaryzone，themassfractionsofA1～A4inthecrevicezonearehigher．Furthermore，theshorttimeafterignitionisthefastigiumoftheformationofAl～A4．After

7、thattime，themassfractionsofA1～A4aredecreasingrapidly．Atthesametime，amongthesefouraromaticandpolycy—clicaromatichydrocarbons，themassfractionofA1isthehighest，A2isfollowing，andA4isthelowest．基金项目：国家自然科学基金资助项目(5