基于定容燃燒彈的天然氣-空氣-CO2混合氣層流燃燒研究.pdf

1、在當今社會能源危機與環(huán)境污染之背景下，天然氣由于儲量豐富、燃燒清潔、熱效率高等諸多優(yōu)點，被視為最有發(fā)展前景的發(fā)動機替代燃料。在天然氣發(fā)動機的各種技術(shù)手段中，當量燃燒結(jié)合 EGR技術(shù)由于對原機改動小等優(yōu)勢，被業(yè)界認為是滿足下一階段排放法規(guī)的主流技術(shù)手段。天然氣混有 EGR氣體后，燃燒速度變得更慢，發(fā)動機的熱效率更低。然而，可燃混合氣的初始溫度如果提升，火焰?zhèn)鞑ニ俣染蜁涌?。層流燃燒是燃燒基礎(chǔ)研究中重要的部分，是研究復雜湍流燃燒的基礎(chǔ)。本文

2、基于定容燃燒彈的試驗平臺，以CO2代替發(fā)動機中的EGR廢氣，試驗研究了天然氣-空氣-CO2混合氣體的層流燃燒特性，重點分析了初始溫度與稀釋率對無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊牡韧绊憽?br>　　首先，分析了初始溫度、初始壓力、燃空當量比與CO2稀釋率對可燃混合氣的火焰?zhèn)鞑ヌ匦詤?shù)與燃燒特征參數(shù)的影響，得出結(jié)論：拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣?、無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c層流燃燒速率均隨著初始溫度的提升而增大，隨著初始壓力與CO2稀釋率的提高而減小，隨著當量比的提高而先

3、增大后減小，拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆逯诞斄勘瘸霈F(xiàn)在1.1附近，無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆逯诞斄勘瘸霈F(xiàn)在1.2或1.3，層流燃燒速率的峰值當量比出現(xiàn)在1.1或1.2附近。馬克斯坦長度隨著當量比的提高而增大，隨著初始溫度、初始壓力的提升而減小，稀釋氣體對馬克斯坦長度的影響取決于當量比，當φ≥1.2時，馬克斯坦長度隨著 CO2稀釋率的升高而增大，當φ<1.2時，馬克斯坦長度隨著 CO2稀釋率的提高而減小。火焰發(fā)展期與燃燒持續(xù)期均隨著初始壓力與CO2稀

4、釋率的增大而變長，隨著初始溫度的提升而變短，隨著當量比的增大而先縮短、再變長，最短的火焰發(fā)展期與燃燒持續(xù)期出現(xiàn)在當量比為1.1或1.2附近。
　　然后，用等高線圖工具分析了初始溫度與CO2稀釋率對無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣?、火焰發(fā)展期與燃燒持續(xù)期的綜合影響，結(jié)果表明：從323K～348K、348K～398K到398K～423K這三個溫度區(qū)間，溫度對上述三個參數(shù)的影響逐漸減弱。對比了無拉伸火焰?zhèn)鞑ニ俣确浅＝咏膬蓪r的詳細燃燒參數(shù)，結(jié)果顯