乙醇/氢气混合物着火特性研究开题报告

 2021-12-22 09:12

全文总字数:5630字

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1研究背景

当今社会随着石油天然气等化石能源的开采利用不断减少,以及环境问题的日益严重和排放法规的日益严格,清洁替代能源的研发已经成为内燃机燃烧的重要研究课题。乙醇可以从农作物,木材等可再生能源中获得。同时乙醇无毒,具有高辛烷值,已在车用内燃机上得到了广泛应用[1]-[3]。燃料乙醇是国际公认的可以降低汽车尾气排放和替代化石能源的清洁能源[14]

氢气具有火焰速度快、淬息距离短、燃烧极限宽、燃烧产物清洁等特性[12],已被广泛用作内燃机替代燃料或燃料添加剂。研究表明燃料中加入氢气可以改善内燃机的燃烧与排放特性,减小循环变动[4]。因此研究乙醇/氢气混合物的着火特性对内燃机的发展和环境保护具有很大作用。

与常规燃烧系统相比,均质充量压缩着火燃烧 (hcci) 由于具有较高的热效率以及较低的氮氧化物和颗粒物质 (pm) 排放而受到人们的广泛关注[14]。然而, hcci的点火时刻难以控制, 而且hcci在高负荷下非常快速地进行, 其运行范围有限[15]。由于hcci发动机燃烧过程主要取决于燃料化学反应动力学, 解决上述问题的有效方法是使用具有不同着火性能的混合燃料。着火延迟期是hcci燃烧过程中的关键参数,同时也是化学动力学机理建立、验证和进一步改进的实验数据依据[16]。着火延迟时间越短,越有利于提高活塞的频率,实现越高功率的输出[21]。因此,准确并快速的燃料着火延迟时间的估算对燃烧装置的设计有着重要的工程意义。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

[1]基于加热型激波管实验装置测定乙醇/氢气混合物的着火延迟时间,利用chemkin软件进行相应的着火过程模拟,并与试验数据对比,比较和筛选可用于乙醇/氢气混合物着火过程数值模拟的化学动力学机理。

[2]研究乙醇/氢气混合物的着火延迟时间随掺混比例变化的变化规律。分别从组分浓度,反应路径等角度对着火过程进行化学动力学分析,揭示乙醇和氢气在着火过程中的相互影响规律。

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3. 研究计划与安排

(1).查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需技术方案及措施,确定方案,完成英文翻译和开题报告。 (第1周—第3周)

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]annarita v,vinicio m. a comprehensive investigation on the emissions of ethanol hcci engines[j]. applied energy,2012,93(6)

[2]al-hasan m. effect of ethanol–unleaded gasoline blends on engine performance and exhaust emission[j]. energy conversion and management,2003,44(5).

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