轻型柴油机的生物柴油燃烧模拟

轻型柴油机的生物柴油燃烧模拟

柴油发动机应用生物柴油的试验研究主要集中于发动机的排放和性能指标。因此，通常应用数值模拟形式的计算机流体力学（CFD）技术来获取试验数据。CFD模拟通常用来描述柴油机缸内流场、热转移排放形成和喷雾等现象。近年来，化学反应的计算密集型模型也集成到生物柴油燃料的CFD研究中，这允许由化学反应动力学控制的生物柴油燃料燃烧中的非平衡过程。

集成的CFD化学动力学模型作为一种低成本、高保真的柴油发动机生物柴油燃料燃烧特性的研究方法，是具有巨大潜力的。这项工作的主要目的是，利用集成化学动力学反应机制的CFD模型，探讨生物柴油燃料的轻型柴油发动机的燃烧特性和排放形成机理。对生物柴油燃料，如椰子甲酯（CME）、棕榈油甲基酯（PME）和大豆甲基酯（SME）的燃烧和排放形成过程进行仿真模拟，并与标准的柴油燃料进行对比。此外，本研究作为一个紧凑反应机制的概念证明，能够模拟不同水平的生物柴油-柴油混合物和识别原料类型。

柴油发动机比生物柴油发动机排放更多浓度的NO，这是由于柴油发动机缸内的燃气温度比较高，利于NO的形成。生物柴油燃料中的不饱和度具有不利影响，因为不饱和乙炔是NO和PM形成过程中的一种重要化学成分。研究中只是对集成模型在一个速度-负荷点进行验证，因此，得出的结论仍然是保守的。为了进一步证明模型的鲁棒性和逼真性，模型验证的实现应该扩展到一系列的发动机转速和负荷值。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2013年第102期

作者：Hoon Kiat Ng et al

编译：王维