一种降低生物柴油燃烧动力学的轻型柴油机CFD模型开发

一种降低生物柴油燃烧动力学的轻型柴油机CFD模型开发

生物柴油由于其具有与传统石油柴油燃料相似的物理化学特性而被视为一种具有吸引力的替代燃料，是一种可再生的环保燃料。众所周知，生物柴油和生物柴油混合物可以降低排放中的PM、HC和CO，但对NOx排放的影响是不确定的。有研究表明，和普通柴油燃料发动机相比，生物柴油燃料发动机的NOx排放量有所增加。然而，其它一些研究表明，生物柴油如椰子油甲酸（ME）可减少NOx的形成。因此，有必要进行更多的研究以充分了解和确定生物柴油燃料的优缺点。

为了更好地理解和改善生物柴油的燃烧排放特性，采用CFD技术模拟气缸内的燃烧过程和特点。对于一个准确的模拟过程，高度可靠的燃料燃烧动力学特性往往是必要的。然而，建立实际燃料准确详细的化学动力学模型是具有挑战性的，因为燃料是数以百计的长烃分子的复杂混合物。解决该问题的一个方法就是构建近替代燃料的近似模型。为了更准确地模拟燃烧系统中的燃油喷射、蒸发、混合和燃烧过程，替代燃料必须具有实际燃料的物理和化学特性。

为满足三维CFD的发动机仿真的需要，设计开发了降低生物柴油燃烧动力学的方法。该方法由399种集成NOx反映动力学组成。该机制成功地预测了压力痕迹和热释放率的一般趋势，并获取了NOx和烟尘含量水平变化的总体趋势。考虑到与该机制有关的限制性因素，这个模型在一定的发动机操作条件下表现相当不错。该机制通过改变燃料中饱和成分和不饱和成分的比值来满足不同的生物柴油及其共混物类型。研究证明了该机制的鲁棒性，同时表明CFD技术可以进行研究、了解各种生物柴油燃料的燃烧排放特性。

刊名：Fuel（英）

刊期：2013年第106期

作者：Harun Mohamed Ismail et al

编译：王维