基于分子动力学的燃油液滴超临界蒸发特性

基于分子动力学模拟的方法,对氮气环境中单个烷烃液滴的蒸发过程进行了模拟研究,揭示了液滴在亚临界和超临界条件下液滴蒸发特性的显著差异.对正十二烷液滴在氮气环境内的蒸发过程进行分子动力学模拟,结果表明:在超临界温度和压力条件下,液滴的温度持续上升,能够超过燃油组分的临界温度;此时,液滴与周围气相区的密度差异近乎消失,气-液相交界变得难以辨别,明显不同于亚临界条件下典型的气-液两相蒸发特征;蒸发速率随环境温度的升高而增大.在较低的压力范围内,升高环境压力能够提升液滴蒸发速率,但当压力达到一个特定值后,随着环境压力的升高蒸发速率反而会降低,同时液滴转变为超临界蒸发状态所需的最小压力随环境温度的升高而降低.对于双组分混合液滴,在亚临界环境条件下,液滴内的轻质组分优先蒸发;而在超临界环境条件下,液滴内各个组分近乎保持同步蒸发,两个燃油组分共同主导液滴的完整蒸发过程.

生物柴油甲酯简化低温燃烧反应机理的构建

通过耦合反应路径分析、路径通量分析(PFA)、同分异构体整合和敏感性分析(SA)共4种简化方法,对一个以生物柴油真实组分中5种典型长链甲基酯为燃油组分的详细反应机理(5027个组分和19988个反应)进行简化,构建了一个包含183个组分和748个反应的简化机理.通过与原始机理进行着火延迟、瞬时温度、基于完全搅拌反应器(PSR)燃烧状态的比较以及与基于激波管的着火延迟试验数据、射流搅拌反应器(JSR)中重要组分摩尔分数试验数据的比较,对简化机理进行了全面验证.结果表明:笔者采取的综合性简化方法能够完整保留原始机理的关键反应特性,得到的简化机理能够较好地预测生物柴油的燃烧特性和排放特性.