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二甲基醚/天然气双燃料均质压燃详细化学反应动力学数值模拟研究 (Ⅱ )—— 二甲基醚/天然气反应机理研究

引言采用高十六烷值和高辛烷值双燃料是拓宽均质压燃运行工况范围的一种有效技术途径[1~4]。作者对二甲基醚/双燃料均质压燃燃烧过程的研究结果表明,通过调整DME/NG双燃料的不同比例,可以使HCCI向小负荷和大负荷工况扩展,其最高平均指示压力可达0.67MPa[5]。双燃料HCCI燃烧过程表现为明显的双阶段放热特性。控制DME和NG比例可以实现高热效率和极低的NOx排放。HCCI燃烧过程主要由化学反应动力学控制,研究DME/NG双燃料燃烧反应机理,对进一步优化其燃烧过程控制具有重要的理论意义。本文应用详细化学反应动力学模型研究了DME/NG两种燃料HCCI燃烧模式的燃烧反应机理,分析了双燃料燃烧反应中间产物、放热机理及CO排放机理,研究了双燃料HCCI燃烧反应的主要途径。此外,还对不同压缩比下两种燃料对工作范围的影响进行了计算分析。1 天然气反应机理分析天然气的主要成分是甲烷,为简化计算,采用甲烷的反应机理进行计算分析,Berke...  (本文共8页) 阅读全文>>

《北京汽车》1999年03期
北京汽车

新清洁能源——二甲基醚

自89年以来,日本钢管公司(NKK)进行着一项以低品位煤炭和煤层甲烷等未被利用能源为原料直接合成新的清洁燃料二甲基醚(DME)的技术开发工作,其目的是解决未来能源的紧缺和地球环境污染问题。目前,该公司已利用它的50kg/日的小型台式设备确立了DME的直接合成技术,并以该技术为基础加紧实用化工作。最近它公布,使用这种燃料的汽车已试验成功。这种新的清洁能源DME可以作为低污染柴油车的燃料加以利用。DME(化学式:CH3OCH3)目前主要用于化妆品的空气熔胶喷雾剂,每年约使用8000吨。表1是DME与各种燃料的物理性质的比较和它的燃烧特性。可以看出DME具有如下优点:1.高安全性———是常压下沸点为25℃的无色气体,化学反应稳定。2.良好的可运输性———大约加6个气压,常温下即可成为液体,可象LPG(液化石油气)那样运输和贮存。3.清洁燃烧———气体发热量比甲烷高,使用时的安全性与甲烷相同。4.高十六烷值———十六烷值(压缩点火性能)...  (本文共2页) 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

二甲基醚发动机喷射雾化的理论和实验研究

二甲基醚(DME)作为柴油的代用燃料,与柴油相比,其理化特性有着明显的差异。而燃油喷雾混合过程是发动机缸内热力过程的基础,对后续的燃烧和排放性能具有决定性的作用。在阅读和分析大量国内外相关文献的基础上,针对迄今对雾化机理认识不足和燃油碰壁现象较为复杂的现状,并考虑到二甲基醚的理化特性,本文以理论研究为主,结合数值模拟计算与实验研究,较为深入地对二甲基醚喷雾特性进行了研究。根据油嘴内燃油空穴产生的机理,建立了油嘴流动模型,以准确地描述具有髙饱和蒸气压的二甲基醚在油嘴内的流动过程,为模拟研究缸内燃油雾化过程提供初始条件(如射流速度和直径),从而将油嘴内的流动过程与缸内的雾化混合过程联系起来。为燃油喷雾模拟研究奠定了基础。将燃油在油嘴内与缸内流动、雾化联系起来对DME进行的模拟研究,迄今在国内处于领先地位。首次考虑蒸发对射流表面非轴对称不稳定扰动的影响,并推导了色散方程。以色散方程为基础,详细分析了二甲基醚的表面张力、粘性系数、射流速...  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

高压环境下二甲基醚射流破碎模拟研究

二甲基醚是压燃式发动机的优质替代燃料。对于压燃式发动机其燃料喷射质量是影响混合气形成的决定性因素,喷雾破碎雾化质量的优劣直接影响到内燃机的燃烧性能,并进而决定了发动机的动力性、经济性及排放特性。因此,对二甲基醚喷射过程以及喷雾特性进行深入的研究将有助于深入了解二甲基醚燃烧机理,对优化二甲基醚发动机喷射系统和燃烧系统的参数,改善发动机燃用二甲基醚的性能有重要的理论意义和使用价值。本文在综合分析目前有关发动机燃油喷雾雾化机理和喷雾过程研究成果的基础上,应用连续液滴的处理方法,采用k-ε两方程湍流模型,建立了基于VOF多相流跟踪方式的喷雾破碎过程的数值模拟方法。经与试验结果比较,表明模拟结果吻合较好,验证了所建立模型的准确性。本文在前人对二甲基醚热物性参数试验和理论研究的基础上,编制二甲基醚的物性参数接口程序,对二甲基醚喷雾破碎过程开展了变参数分析研究,结果表明:增大环境背压、喷孔直径和启喷压力有利于提高喷雾的破碎质量。利用混合多相流...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

《柴油机设计与制造》2005年03期
柴油机设计与制造

二甲基醚喷雾特性的数值模拟和实验研究

1前言柴油机燃料雾化的质量直接影响到燃烧过程的进展和有害排放物的形成。而燃烧室形状和燃料物性又极大影响着燃料和空气的混合质量。为了满足日益严格的排放法规的要求,人们采用各种各样的方法来减少柴油机燃烧过程中NOx和颗粒物的生成,例如采用超高压燃油喷射、喷射正时延迟和废气再循环(EGR)。这些传统的方法通常在减少一种污染物排放的同时增加了其他污染物的排放。二甲基醚(DME)是压燃式发动机很有应用前景的代用燃料之一,它可以使发动机满足超低排放的要求。当发动机燃用二甲基醚时,碳烟的排放量极低,这是因为二甲基醚有较高的氧含量并且其分子内部没有C-C键。另外二甲基醚良好的着火性能(自燃温度235℃)减少了燃料的预混合燃烧,从而降低了NOx的排放,并能使发动机的工作更加柔和,降低噪声。二甲基醚良好的着火性能也提高了发动机的冷起动性能,并使发动机能在提高EGR率的同时保持短的着火延迟期,从而降低NOx的排放。近年来关于二甲基醚喷雾特性的实验研究...  (本文共6页) 阅读全文>>

《小型内燃机与摩托车》2005年04期
小型内燃机与摩托车

二甲基醚喷雾实验研究

1实验装置简介本文实验是利用高速摄影机获得喷雾发展过程的连续图像,这些图像是通过光学阴影法使喷雾体成像在感光底片上。现代高速摄影机的拍摄速度可以达到每秒钟数万幅,几乎可以捕捉到喷雾体的连续发展历程的细节,比较直观,是其他测量技术如PIV、激光全息法等所无法比拟的。高速摄影技术特别适合喷雾宏观特性的测量,如喷雾贯穿距、喷雾锥角等,是当前研究喷雾的一种重要手段。但是,高速摄影技术所能提供的只是喷雾的宏观特性,对于喷雾微观结构信息的测量却无能为力,这是其最大的不足之处。定容压力室实验装置主要由如下几个部分组成:定容压力室、燃油供给控制系统、测量仪器仪表及其他附件等,其装置简图如图1所示。1)定容压力室定容压力室的形状是内径为100mm、有效长度为110mm的圆柱形,由45号钢整体加工制造,其上部可安装排气阀、充气阀、压力表和温度表等。在圆柱体上相对开有两个直径为65mm的圆形视窗,装以耐高压的石英玻璃,该视窗可用于高速摄影或激光全息测...  (本文共6页) 阅读全文>>