国家自然科学基金(50106007)
- 作品数：11 被引量：110H指数：8
- 相关作者：尧命发郑尊清秦静汪洋余本雄更多>>
- 相关机构：天津大学广西大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划内燃机燃烧学国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理更多>>
- 二甲基醚/天然气双燃料均质压燃过程详细化学反应动力学数值模拟研究(Ⅰ)———二甲基醚反应机理研究被引量：19
- 2004年
- 应用零维详细化学反应动力学模型对二甲基醚均质压燃燃烧反应机理进行了数值模拟研究。结果表明二甲基醚放热反应为典型的双阶段放热反应,经历低温反应、负温度系数区域和高温反应三个过程,高温反应又分为蓝焰和热焰两个阶段。二甲基醚自燃着火由过氧化氢(H2O2)分解所控制,甲醛(CH2O)是过氧化氢的主要来源。基于化学敏感性分析,得到了均质压燃二甲基醚反应的主要途径:首先是二甲基醚脱氢,经过两次加氧后得到甲醛基;然后生成甲酸基(HCO);最后生成一氧化碳(CO)。在二甲基醚的氧化反应过程中,氢氧根(OH)发挥着重要的作用,它是二甲基醚脱氢反应和CO氧化过程中的主要自由基。
- 秦静尧命发
- 关键词：均质压燃化学反应动力学二甲基醚过氧化氢
- DME/CNG双燃料均质压燃发动机性能试验研究被引量：9
- 2004年
- 研究了二甲基醚和天然气双燃料均质压燃发动机性能和排放特性.结果表明,采用高十六烷值燃料二甲基醚和高辛烷值燃料天然气,可以拓宽均质压燃的运行工况范围.均质压燃发动机在中等负荷工况,热效率比传统压燃式发动机高.小负荷工况,采用二甲醚和大比例EGR方案可以提高热效率.和传统压燃式或点燃式发动机不同,均质压燃发动机的着火始点对经济性影响不大.均质压燃发动机的NOx排放极低,比原机降低95%以上.随着二甲基醚浓度增加,NOx排放增加,HC和CO排放降低;接近爆震燃烧区域,NOx排放急剧升高,而接近稀燃极限区域,HC和CO排放急剧升高,发动机热效率降低.
- 尧命发郑尊清汪洋余本雄
- 关键词：二甲基醚均质压燃
- 二甲基醚/天然气双燃料均质压燃详细化学反应动力学数值模拟研究 (Ⅱ )—— 二甲基醚/天然气反应机理研究被引量：2
- 2004年
- 应用零维详细化学反应动力学模型研究了二甲基醚/天然气双燃料均质压燃燃烧反应机理。结果表明由于两种燃料相互作用,DME低温反应进行程度很小,没有第二次加氧过程,β scission起主导作用,大部分甲醛由CH3O生成,而不是DME的低温反应;H2O2主要由DME控制,H2O2浓度升高促进了天然气的低温反应进行;另一方面,天然气低温反应放热也促进了DME的氧化反应,OH浓度升高,使CO能够全部氧化。计算结果表明,在压缩比较高的条件下,天然气浓度变化对DME稀燃极限几乎没有影响,但压缩比较低时,随着天然气浓度升高,DME稀燃极限浓度升高。
- 尧命发秦静
- 关键词：均质充量压燃化学反应动力学数值模拟
- 二甲基醚/天然气双燃料均质压燃化学动力学数值模拟被引量：8
- 2004年
- 使用零维详细化学反应动力学模型,研究了二甲基醚和天然气双燃料均质压燃燃烧的化学反应动力学过程,缸内压力计算值和实测结果相当一致.计算结果表明,双燃料燃烧过程分为低温反应和高温反应两个阶段,低温反应主要是二甲基醚燃烧氧化,而高温反应主要是天然气的氧化,低温反应二甲基醚生成了大量自由基加速了天然气的燃烧反应.混合气初始温度升高,放热率增大,燃烧持续期缩短;二甲基醚浓度主要影响低温燃烧过程,天然气浓度则主要影响高温燃烧过程;惰性气体(CO2)使燃烧反应推迟,燃烧反应速率降低.通过控制二甲基醚、天然气和惰性气体浓度可以有效控制均质压燃燃烧过程,拓宽运行范围.
- 秦静尧命发
- 关键词：二甲基醚天然气均质充量压燃化学反应动力学模型
- 废气再循环对二甲醚/天然气双燃料均质压燃燃烧过程和排放特性的影响被引量：10
- 2004年
- 在一台单缸直喷式柴油机上研究了冷却废气再循环(EGR)对二甲醚(DME)/天然气(CNG)双燃料均质压燃(HCCI)燃烧过程和排放的影响.结果表明,EGR率加大,着火时刻滞后,放热速率降低,燃烧持续期延长.DME比例加大,着火始点提前,放热率峰值上升,燃烧持续期缩短.EGR率增大,发动机"失火"和爆震燃烧的DME比例增大,但"失火"和爆震燃烧之间的DME比例区间变宽,EGR可以拓宽HCCI发动机的工况范围.对应不同比例的EGR,有一个热效率最佳的DME比例区域.HC排放和CO排放随EGR率的增高而增加,随DME比例的增大而降低.NOx排放在不发生爆震的情况下保持在极低的水平.因此,控制DME比例和EGR率是控制DME/CNG双燃料HCCI发动机燃烧过程、性能和排放的关键.
- 郑尊清尧命发
- 关键词：二甲醚天然气均质压燃废气再循环
- 二甲基醚/天然气双燃料均质压燃的燃烧特性被引量：10
- 2004年
- 应用零维热力学模型和化学反应动力学模型计算并分析了二甲基醚(DME)/天然气(CNG)双燃料均质压燃(HCCI)运行工况范围,计算与试验结果相吻合.采用DME/CNG双燃料方式可以有效地扩展HCCI的运行工况范围,发动机转速为1400r/min,最大平均有效压力可达0.52MPa.在一台单缸直喷式柴油机上进行了DME/CNG双燃料HCCI燃烧过程的试验研究,结果表明,DME/CNG双燃料燃烧过程表现出明显的两阶段放热过程,随着CNG浓度增大,缸内最大爆发压力增大,燃烧始点略有推迟,燃烧第二放热峰值增大.而DME浓度对燃烧过程的影响主要通过影响第一阶段放热过程,进而影响第二阶段放热,随着DME浓度加大,第一放热峰值增大,燃烧始点提前,导致第二放热峰值增大,缸内最大爆发压力增大,主燃期缩短,当DME浓度太高时,发动机将出现爆震.
- 尧命发郑尊清秦静汪洋余本雄
- 关键词：二甲基醚天然气均质压燃燃烧过程
- 二甲醚均质压燃燃烧过程的试验研究被引量：40
- 2003年
- 在一台单缸直喷柴油机上进行了二甲醚(DME)均质压燃(HCCI)燃烧过程的试验.研究结果表明,进气中加入30%的惰性气体CO2,发动机实现HCCI运转的负荷范围从0.05MPa扩展到0.35MPa.二甲醚在HCCI模式下表现出明显的双阶段着火特性,增加惰性气体的浓度,第一阶段着火始点滞后,燃烧放热峰值降低,燃烧持续期延长.排放测试表明,HCCI模式下发动机的NOx排放接近于零,可实现无碳烟排放,但CO和HC排放较高.
- 郑尊清尧命发汪洋刘世文
- 关键词：均质压燃二甲醚燃烧
- 甲醇缸内直喷热氛围燃烧的试验研究被引量：4
- 2006年
- 在单缸直喷式柴油机上进行了二甲醚(dimethyl ether,DME)气道喷射和甲醇缸内直喷的甲醇热氛围燃烧试验研究．结果表明,该燃烧方式呈现分布式放热规律,燃烧过程可分为DME低温放热、高温放热和甲醇扩散燃烧 3个阶段．随负荷的增加,实现稳定燃烧的最小DME比例减小．随DME比例减小,DME高温放热和甲醇燃烧滞后．在稳定燃烧的情况下,随DME比例的增大,燃烧效率和热效率降低,HC和NOx排放呈上升趋势,而CO排放先升高后降低．综合考虑,采用最小比例DME有利于提高其热效率、降低排放．此时热效率、HC排放与原柴油机相当, NOx降低约50％,但CO排放相对原柴油机有较大幅度的增加．
- 郑尊清尧命发刘海峰张福根陈征
- 关键词：燃烧甲醇二甲醚
- 废气再循环对二甲基醚均质压燃燃烧过程影响的试验研究被引量：8
- 2004年
- 在一台单缸发动机上进行了废气再循环 (EGR)对二甲基醚 (DME)均质压燃 (HCCI)燃烧过程影响的试验研究。结果表明 ,EGR比例小于 2 0 %对运行最大负荷工况范围影响不大 ;采用高比例EGR可以拓宽DME均质压燃运行工况范围 ,随着EGR率增大 ,HCCI运行的最大负荷工况增大 ,着火燃烧时刻推迟 ,燃烧放热率降低 ,缸内最大爆发压力降低 ,发动机热效率增大 ;EGR率小于 75 % ,HC排放略有降低或相当 ,EGR率为 75 %时 ,HC排放显著增加 ;EGR率大于 2 5 % ,随着EGR率增加 ,CO排放增大 ,小负荷工况尤其明显 ,在中高负荷工况 。
- 尧命发郑尊清沈捷陈征张波
- 关键词：废气再循环二甲基醚均质压燃单缸发动机气体排放
- DME燃料HCCI燃烧过程及排放的数值模拟被引量：4
- 2006年
- 采用数值方法研究了二甲基醚HCCI模式下的燃烧过程及排放机理．实验在一台被改造的单缸直喷柴油机上进行．计算模型采用耦合了简化化学动力学的三维模型．模拟表明,三维模型在示功图的预测上比零维模型更接近实测值,因为三维模型考虑了流场内温度场和压力场的不均匀性及缸壁、活塞表面的传热．模拟还表明,CO主要出现于气缸壁附近及侧隙,这是由于气缸壁附近温度梯度较大,没有足够的活化自由基将CO氧化为CO2．主要的未燃碳氢为甲醛和二甲基醚,这两种产物主要来源于气缸壁附近和侧隙处,温度较低抑制二甲基醚的加氧反应, 同时不利于活化自由基的出现,导致未燃产物得不到充分氧化．
- 黄晨尧命发
- 关键词：均质充量压缩燃烧二甲基醚化学动力学计算流体力学
