末端气体自燃前燃烧的氧化放热化学动力学模拟

低温化学反应能够产生大量的活性基,并有显著的热量释放,足以使末端气体温度提高到自燃的程度。作者基于低温化学反应机理,建立了一个简易化学动力学模型,当给定混合气的量和初始计算温度时,该模型能预测出混合气氧化反应的温度,累积放热量以及产物浓度随曲轴转角的变化曲线。用此模型预测了ＰＲＦ７５燃料在倒拖发动机上压缩自燃前的氧化放热过程,结果表明,模拟结果与试验结果吻合较好。     

碳氢燃料自燃化学特性的实验研究

本文介绍了标准参考燃料及其混合物化自然化学特性的实验研究结果。     

初始进气充量成分对末端气体自燃化学特性的影响

本文介绍了在一台单缸二冲程爆震实验发动机上，研究进气充量中不同的残余气体成分对焰前反应及自燃的影响的实验结果。结果表明，初始进气充量中含有一定量的残余废气时，抑制了自燃；在残余废气中含有一定量的部分氧化产物时，促进了低温化学反应和自燃。低温化学反应所释放的热量以及活性中间产物的积累导致了终燃混合气的自燃。ＲＯＮ５３汽油的自燃过程表现为两阶段着火特征。     

汽油机末端气体焰前反应化学动力学模拟的计算方法

利用含有２９个反应式的简化模型对末端气体的焰前反应进行了模拟计算，可以计算出反应过程中的温度、浓度等细节，并由此预测爆震的发生。为实现上述目标，计算方法的选取是关键，本文利用了先进的吉尔（ＧＥＡＲ）算法，由于能够自动变步长地控制精度，在计算速度和计算精度上都得到了令人满意的结果     

初始进气充量成分对末端气体自然化学特性的影响

本介绍了一台单缸二冲程爆震实验发动机上，研究进气充量中不同的残余气体成分对焰前的反应及自燃的影响的实验结果。结果表明，初始进气充量中含有一定量的残余废气时，抑制了自燃；在残余废气中含有一定量的部分氧化产物时，促进了低温化学反应和自燃。低温化学反应所释放的热量以及活生中间产物的积累导致了终燃混合气的自燃。ＲＯＮ５３汽油的自燃过程表现为两阶段着火特征。     

柴油喷雾着火过程的化学动力学模拟

在直喷式柴油机准维燃烧模型的基础上,建立了能描述柴油机着火前燃油的氧化历程及着火滞燃期的多步着火化学动力学子模型,它不仅可以很好地模拟实际柴油机的燃油氧化过程,而且可以较好地反映着火滞燃期随各种因素的变化关系,比以往的描述着火滞燃期的经验模型更具有合理性和先进性。整个燃烧模型的计算结果及其与试验结果的对比还表明,本模型能够合理地预测柴油机的燃烧过程。     

甲醇喷雾着火过程的化学动力学模拟

本文利用广安博之的喷雾分区模型与油滴蒸发速率模型相结合,给出燃烧室内燃油与空气的分布.依据实验数据,确定了含有18种组分、30步基元反应、适合于柴油机缸内条件的甲醇喷雾着火过程的化学动力学模型,能模拟燃烧室内甲醇喷雾自燃过程特征,用于对使用空气加热的纯甲醇压燃过程的滞燃期预测.结果表明,该模型能较成功地预测各种发动机工况下的着火滞燃期.     

耦合CFD和详细化学动力学的燃烧模拟及其并行计算的实现

以KIVA3V和CHEMKIN Ⅱ为研究平台,建立耦合详细化学反应动力学的多维CFD模型.为了解决耦合多维模型求解时间长的问题,对耦合程序进行了二次开发,使其能在基于MPI的超级计算机和高速网络连接的PC集群等多种并行计算平台上运行.在二次开发中,提出了一种具有间歇特征的并行计算方案.在超级计算机--深腾6800上,使用耦合程序模拟了天然气SI发动机的燃烧过程.计算表明,模拟结果与试验数据有着较好的一致性;模拟计算具有较高的并行效率.     

火花点火发动机末端混合气自燃化学的实验研究

本文介绍碳氢燃料的自燃化学过程的实验研究结果。试验研究是在一台倒拖发动机上进行的。实验中研究了进气温度、燃料辛烷值、发动机转速和压缩比对燃料氧化和自燃的影响。对实验中的燃料自燃变化规律以及自燃从无到有的连续循环间的放热过程进行了总结，并对实验中的一些特殊现象进行了可能的解释，指出焰前反应中间产物的某些特性及其对焰前反应的重要影响。     

氨气与甲烷混合气自燃过程的化学动力学研究

在当量比φ=0.5、压力为2～7 MPa以及温度从930 K到1 140 K的条件下，用快速压缩机研究氨气(NH₃)和甲烷(CH₄)混合气的着火延迟时间，其中CH₄占总燃料的摩尔分数分别为0、5%、10%及50%．另外，在φ为1.0和2.0的条件下对掺入10%CH₄的混合气进行着火延迟时间测试．CH₄对NH₃的着火过程具有非常明显的促进作用，随着CH₄占总燃料的比例越来越高，混合气的着火延迟时间缩短，同时CH₄对着火的促进作用趋于平缓．含10%CH₄的NH₃的着火延迟时间在φ为0.5和1.0的条件下变化很小，而当φ=2.0时着火延迟时间增加约50%．利用试验数据对6种不同的NH₃氧化机理进行了验证，所开发的机理预测着火延迟时间最为准确，除了在最高温度，CH₄摩尔分数为50%时试验与计算差异达到了50%，其他所有条件下机理的预测...     

典型壁面装饰材料的热释放速率模型

根据顺流火蔓延理论推导了适用于ISO 9705墙角火实验的壁面材料火蔓延的热释放速率数学模型,考虑到材料厚度对热释放速率的影响,在模型推导过程中引入了一个与材料厚度相关的参数α,同时在小尺寸实验得到的材料火灾特性数据基础上,利用发展出来的热释放速率模型,对4种不同厚度胶合板的全尺寸热释放速率进行预测,并将预测结果与全尺寸实验结果进行比较.结果表明,本文建立的数学模型能够较好地预测较厚材料的热释放速率变化趋势.     

双燃料发动机放热率计算和试验分析

提出了一个描述双燃料发动机燃烧特性的多区模型,模型将气体燃料的燃烧和引燃柴油的燃烧分别进行考虑。建立了由实测示功图求解双燃料发动机放热率的微分方程式,开发了计算双燃料发动机燃烧放热规律的软件,并在一台生物质气-柴油双燃料发动机上与传统柴油机放热率计算模型进行了试验验证和对比。研究和试验结果表明,用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值偏大,所计算的缸内工质平均温度偏高,新模型计算的结果与实际情况更吻合。     

二维燃烧系统气体发热量的确定

开发了一种求解二维燃烧系统气体发热量和气体温度分布的辐射热负荷反问题的新方法－蒙特卡罗法、共轭梯度法和最小二乘法相结合的方法。讨论了气体吸收系数、固体表面发射率和对流传热系数对反问题计算结果的影响。结果表明，即使测量误差存在，辐射热负荷反问题也能得到较准确的结果。     

不同还原性煤的低温氧化气体解析动力学

基于煤升温氧化过程中,氧气消耗速率和气体产物的解析速率增大的原理,选用煤升温氧化实验系统,采集一对变质程度相同而煤岩成分与还原程度不同的太原组和山西组对比煤样,研究升温过程空气中氧气反应的动力学特征.结果表明:太原组和山西组煤的耗氧速率、氧化产物和C1～C4烃的解析速率的对数与热力学温度的倒数呈一次线性关系.强还原程度的太原组煤解析CH4的活化能Ea最低,其次是CO2解析C3H6的Ea最高,其次是C2H4弱还原程度的山西组煤解析CO2的Ea最低,其次是C26;解析i-C4H8的Ea最高,其次是C3H6.两种组煤与氧化合的强度及其气体产物解析的强度存在很大差异,为不同还原程度煤的自燃倾向性预测提供了理论依据.     

热管及其换热器在烟气余热回收中的应用

简要介绍了热管技术,并分析了其传热机理。热管换热器具有许多独特的优点,已经获得了广泛的工业应用,应用主要集中在中低温余热资源回收利用方面,应完善高温热管,以拓宽热管换热器在高温余热资源中的应用。     

正庚烷-甲醇二元燃料着火的23步反应模型

试验发现,与甲醇混合或在甲醇氛同中,柴油、正庚烷的着火受到一定的抑制．为了揭示其机理,采用零维模型对甲醇影响正庚烷着火的化学反应进行了分析．结果表明,在温度低于1000K时,由于甲醇的存在,OH大量转化为H2O2,而此时H2O2分解的活化能较高,尚不能大规模参与反应,从而降低了系统的活性．但温度超过1000K时,H2O...     

柴油机放热规律在数值计算中的应用

柴油机缸内燃烧过程的模拟是柴油机工作过程模拟的基础,燃料燃烧放热规律决定了缸内压力变化和能量转换的过程,进而影响整个燃烧过程。笔者以TBD234V12增压中冷柴油机为母型机,根据热力学第一定律,利用MATLAB语言编制了柴油机实测示功图反算放热率的程序,计算出燃烧放热率,以此作为已知数据进行工作过程计算,为柴油机工作过程和燃烧过程的研究提供了更为真实准确的燃烧放热规律。同时,利用三韦伯曲线来模拟缸内的放热规律,在达到同样柴油机综合性能指标条件下,分析二者的共同点与不同点。     

适用于HCCI的正庚烷化学动力学简化模型的研究和比较

利用敏感性分析、主要组分分析以及准稳态假定3种方法,将含有44种组分和72个反应的SKLE正庚烷简化模型再简化到40种组分和56个反应;简化后的模型对滞燃期的预测结果与LLNL详细模型非常接近,与激波管实验结果基本吻合,适用于HCCI发动机的多维模型的计算.与其他模型比较发现,Patel等人的模型缺少在低温区起关键作用的反应,即二次加氧反应(.QOOH+O2.OOQOOH),而Tanaka等人的模型缺少了CO的主要生成历程;在HCCI发动机典型工况范围内,SKLE简化模型预测着火时刻与LLNL详细模型吻合最好,Tanaka等人模型和Patel等人模型表现稍差,说明构建简化动力学模型时必须保证低温反应路径主干完整,同时不能忽略CO的主要生成历程.