【作者】

徐龙龙; 刘少华; 申立中

【单位】

昆明理工大学

【摘要】

氢气是一种清洁可再生的替代燃料，本文构建并验证了柴油/氢气双燃料燃烧机理，并运用该机理与三维数值模拟结合，研究了预喷和主喷对柴油/氢气双燃料发动机燃烧和排放的影响。该机理使用70%摩尔分数的正癸烷和30%摩尔分数的α-甲基萘作为柴油替代物，并将正癸烷、α-甲基萘、NOx、PAH、soot 和 H2/C1-C3子机理合并形成柴油/氢气双燃料燃烧机理。对该机理进行化学动力学验证，包括着火延迟时间、JSR(Jet Stirred Reactor)氧化和层流火焰速度，再结合计算流体力学对其进行验证，结果显示，模拟值与试验值的缸压、放热率及排放数据较吻合，该机理能够良好地预测柴油/氢气双燃料发动机燃烧和排放。相对于单次喷射，预喷油量比从5%增加到20%，放热率峰值、缸压峰值和最高压力升高率 (Maximum Pressure Rise Rate，MPIR)均升高，使CA10和CA50相位提前，降低CO排放，但NOx排放增加；随着预喷正时从10°CA BTDC提前到30°CA BTDC，缸压峰值升高，放热率峰值下降，CA10和CA50提前，CO排放降低，NOX排放增加且NOX排放在30°CA BTDC达到峰值；当预喷正时从30°CA BTDC进一步提前至50°CA BTDC时，缸压峰值降低，放热率峰值升高，CA10和CA50推迟，CO和NOX排放均降低，且50°CA BTDC下的NOX排放低于10°CA BTDC；随着主喷正时从0°CA BTDC提前至8°CA BTDC，CO排放降低，NOX排放增加，缸压峰值升高，放热率峰值先略有降低后升高，缸压峰值和放热率峰值对应相位整体前移，当主喷正时提前至6°CA BTDC时，MPIR为1.3MPa/°CA，超过柴油机MPIR限值1.2MPa/°CA。

【关键词】

柴油/氢气;双燃料燃烧机理;预喷;主喷;燃烧和排放

【论文集名称】

燃烧节能净化分会（第一分会场）

【会议名称】

2023 内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会

【会议时间】

2023-8-3至2023-8-6

【会议地点】

哈尔滨

【下载次数】

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