柴油/天然气双燃料发动机燃烧过程数值模拟

通过建立三维计算流体动力学(CFD)柴油/天然气双燃料喷射模型,研究不同EGR率对高压直喷(HPDI)发动机燃烧和排放特性的影响.结果表明:高温区主要是由柴油引燃的天然气射流燃烧形成.另外,由于喷射的天然气与燃烧室边缘碰撞,高温区域被分成两个部分:一部分进入燃烧室凹坑区并形成顺时针旋转的滚流;另一部分进入挤流区与新鲜空气进一步混合燃烧.NO的形成区域与天然气射流中心线形成的高温区基本重合.在挤流区,由于燃料的氧化速率和停留时间有限,因而产生了较多的CO.此外,HPDI发动机的颗粒物(PM)形成区域与CO形成区域大致相同,这是由燃料的低氧化率造成的.随着EGR率增加,NO排放降低,而CO和PM排放随之增加.

甲醇对丙烷/氧气混合气爆炸极限的影响

为探究替代燃料丙烷/甲醇混合气的氧化反应特性,利用爆炸极限开展了甲醇对丙烷/氧气混合气的负温度系数(NTC)响应特性的研究。结果表明:在NTC区域,下拐点的压力随着甲醇摩尔分数的增加而升高,但下拐点的温度几乎保持不变。然而上拐点的温度与压力随着甲醇摩尔分数的增加没有明显变化。整体而言,随着甲醇摩尔分数的增加,丙烷/氧气混合气的NTC区域不断减小并向高压区域移动。对比分析了不同爆炸状态下,即无爆炸、冷焰以及热焰状态,混合气的温度、压力以及主要组分变化,并获得了影响温度变化的主要基元反应。此外,对爆炸极限曲线的NTC区域上、下拐点进行了敏感性分析,确定影响拐点状态的主要基元反应。