柴油燃烧碳烟生成特性的计算和试验研究

工程热物理学报 , 2013, 34(8): 1565-1569.

柴油燃烧碳烟生成特性的计算和试验研究

陈亮 ^1, , 成晓北 ^2, , 颜方沁 ^3, , 董世军 ^4, , 陈国华 ^5,

1.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

2.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

3.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

4.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

5.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51176056)

关键词：详细碳烟模型 , 单缸柴油机 , 数密度 , 平均尺寸

Numerical Simulation and Experiment Research of Soot Formation Characteristics in Diesel Fuel Combustion Process

CHEN Liang ^1, , CHENG Xiao-Bei ^2, , YAN Fang-Qin ^3, , DONG Shi-Jun ^4, , CHEN Guo-Hua ^5,

1.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

2.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

3.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

4.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

5.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074

Keywords： detailed soot model , single-cylinder diesel engine , particle number concentration , particle size

本文采用改进的详细碳烟模型,耦合了由正庚烷和甲苯组成的混合燃料的简化反应机理,以一台单缸柴油机为研究对象,对此详细碳烟模型预测柴油机碳烟生成和氧化过程的准确性和有效性进行了验证.结果表明,模拟得到的缸内压力和放热率曲线,以及着火时刻和试验结果非常吻合,得到碳烟排放量的模拟值与试验值的变化趋势基本一致,因而本文的详细碳烟模型可较好地预测不同工况条件下柴油机碳烟颗粒排放的变化趋势;同时,采用本文提出的详细碳烟模型对柴油机内碳烟颗粒数浓度和平均尺寸进行数值模拟,结果表明,随着时间的增长,碳烟颗粒的数量先增加后减小,尺寸分布范围由小变宽,然后再变小,最后其分布趋于稳定.

参考文献

[1]	Dale R. Tree;Kenth I. Svensson .Soot processes in compression ignition engines[J].Progress in Energy and Combustion Science,2007(3):272-309.
[2]	Viswanath R. Katta;Suresh K. Aggarwal;William M. Roquemore.Evaluation of chemical-kinetics models for n-heptane combustion using a multidimensional CFD code[J].Fuel,2012:339-350.
[3]	Curran HJ.;Pitz WJ.;Westbrook CK.;Gaffuri P. .A comprehensive modeling study of n-heptane oxidation[J].Combustion and Flame,1998(1/2):149-177.
[4]	Wenmiao Chen;Shijin Shuai;Jianxin Wang .A soot formation embedded reduced reaction mechanism for diesel surrogate fuel[J].Fuel,2009(10):1858-1863.
[5]	Feng Tao;Valeri I. Golovitchev;Jerzy Chomiak .A phenomenological model for the prediction of soot formation in diesel spray combustion[J].Combustion and Flame,2004(3):270-282.

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