当量比燃烧天然气发动机铑基三效催化器次生污染物研究

建立了一种适用于当量比燃烧天然气发动机的Rh基三效催化器(three-way catalytic converter,TWC)整体模型,研究了排气温度和组分对TWC系统次生污染物N_(2)O和NH_(3)生成特性的影响。结果表明:N_(2)O主要在起燃和低温(400 K~605 K)阶段通过CO还原NO反应生成;高温状态下(>850 K)NH_(3)通过H_(2)还原NO反应生成,H_(2)来源于蒸汽重整(steam reforming,SR)和水煤气变换(water gas-shift,WGS)反应。H_(2)体积分数的增加促进了N_(2)O和NH_(3)生成,高温下N_(2)O会与H_(2)发生还原反应,H_(2)体积分数越高,N_(2)O生成反而越低。H_(2)O和CH_(2)对N_(2)O和NH_(3)生成的影响随着温度变化而变化。在一定范围内,随着O_(2)体积分数增加,NH_(3)生成减少,N_(2)O生成增加;高温下,O_(2)体积分数过高时,N_(2)O生成反而减少。研究还发现,排气中O_(2)体积分数在4000×10^(-6)左右时,排温控制在580 K~850 K,能实现N_(2)O和NH_(3)近零排放。

不同初始温度和水蒸气稀释比对乙醇/异辛烷层流火焰特性的影响

在101.3 kPa的初始条件下,利用定容燃烧弹系统结合高速纹影摄像技术,研究不同水蒸气稀释比(0~10%)和不同初始温度(400~500 K)下乙醇体积分数为10%的乙醇/异辛烷混合燃料(E10)的层流火焰特性。试验结果表明:E10/空气的层流火焰速度随着水蒸气稀释比的增加呈线性下降,随着初始温度的升高呈指数增加;无量纲层流火焰速度随着水蒸气稀释比的增加而下降,受当量比的影响不大。化学敏感性分析表明:链分支反应有利于提高E10/空气层流火焰速度,链终端反应则会降低层流火焰速度。水蒸气的稀释作用、热力学作用、直接反应作用和三体作用都会降低E10层流火焰速度,其中稀释作用的影响最大。