輕型柴油機(jī)的生物柴油燃燒模擬

輕型柴油機(jī)的生物柴油燃燒模擬

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用生物柴油的試驗(yàn)研究主要集中于發(fā)動(dòng)機(jī)的排放和性能指標(biāo)。因此，通常應(yīng)用數(shù)值模擬形式的計(jì)算機(jī)流體力學(xué)（CFD）技術(shù)來獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)。CFD模擬通常用來描述柴油機(jī)缸內(nèi)流場(chǎng)、熱轉(zhuǎn)移排放形成和噴霧等現(xiàn)象。近年來，化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算密集型模型也集成到生物柴油燃料的CFD研究中，這允許由化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制的生物柴油燃料燃燒中的非平衡過程。

集成的CFD化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型作為一種低成本、高保真的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)生物柴油燃料燃燒特性的研究方法，是具有巨大潛力的。這項(xiàng)工作的主要目的是，利用集成化學(xué)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)制的CFD模型，探討生物柴油燃料的輕型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性和排放形成機(jī)理。對(duì)生物柴油燃料，如椰子甲酯（CME）、棕櫚油甲基酯（PME）和大豆甲基酯（SME）的燃燒和排放形成過程進(jìn)行仿真模擬，并與標(biāo)準(zhǔn)的柴油燃料進(jìn)行對(duì)比。此外，本研究作為一個(gè)緊湊反應(yīng)機(jī)制的概念證明，能夠模擬不同水平的生物柴油-柴油混合物和識(shí)別原料類型。

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)比生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放更多濃度的NO，這是由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的燃?xì)鉁囟缺容^高，利于NO的形成。生物柴油燃料中的不飽和度具有不利影響，因?yàn)椴伙柡鸵胰彩荖O和PM形成過程中的一種重要化學(xué)成分。研究中只是對(duì)集成模型在一個(gè)速度-負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，因此，得出的結(jié)論仍然是保守的。為了進(jìn)一步證明模型的魯棒性和逼真性，模型驗(yàn)證的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該擴(kuò)展到一系列的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷值。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2013年第102期

作者：Hoon Kiat Ng et al

編譯：王維