基礎(chǔ)燃料(PRF)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)簡化機(jī)理及激波管測量試驗(yàn)研究.pdf

1、為了降低內(nèi)燃機(jī)排放，提高內(nèi)燃機(jī)燃燒效率，需要對內(nèi)燃機(jī)燃燒過程進(jìn)行深入研究，探究新型燃燒方式，其中對燃料燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)機(jī)理的研究是不可或缺的。由于燃燒與化學(xué)反應(yīng)過程十分復(fù)雜，對內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)燃燒過程進(jìn)行三維計(jì)算分析，需要對燃料詳細(xì)化學(xué)動(dòng)力學(xué)機(jī)理進(jìn)行一定的簡化，才能與CFD軟件耦合計(jì)算。本文結(jié)合直接關(guān)系圖法與總包法對一個(gè)包含1034種組分及4236個(gè)基元反應(yīng)的基礎(chǔ)燃料（PRF）詳細(xì)機(jī)理進(jìn)行簡化，最終得到包含43種組分及137個(gè)基元反應(yīng)的簡化機(jī)理

2、。為了驗(yàn)證簡化機(jī)理的有效性，本文還搭建了一臺高壓霧化激波管臺架，測量了PRF燃料在不同燃料配比、壓力、溫度及當(dāng)量比條件下的著火延時(shí)，并與簡化機(jī)理模擬結(jié)果進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果對簡化機(jī)理進(jìn)行了修正。
　　研究表明，使用直接關(guān)系圖法能找出機(jī)理中各組分之間的耦合關(guān)系，通過控制關(guān)系閥值迅速有效地剔除大量冗余的組分和反應(yīng)，結(jié)合總包法可將規(guī)模較大的詳細(xì)機(jī)理簡化為規(guī)模較小的簡化機(jī)理。
　　PRF燃料著火延時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：單一變量條件下，當(dāng)

3、量比越小，著火延時(shí)越短（溫度1200K以上）；溫度與壓力越大，著火延時(shí)越短；PRF值對著火延時(shí)沒有明顯影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果變化規(guī)律均滿足阿倫尼烏斯定理。
　　通過New-PRF簡化機(jī)理在對應(yīng)實(shí)驗(yàn)工況下PRF燃料著火延時(shí)的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比發(fā)現(xiàn)，由于簡化機(jī)理采用了總包的方法，使整個(gè)系統(tǒng)反應(yīng)路徑縮短，反應(yīng)速率加快，因此模擬的著火延時(shí)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果短。對簡化機(jī)理中的總包反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)速率系數(shù)的修正后，得到的簡化機(jī)理能更好地預(yù)測PRF燃料著火延