EGR中的未完全氧化产物对乙醇/正庚烷双燃料点火延时的影响研究

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RCCI(Reactivity controlled compression ignition)燃烧模式作为一种新型的燃烧模式具有着高燃烧效率,低排放的特点。但是其在中高负荷容易出现过高的压力升高率以及敲缸现象,因此需要引入EGR来缓解这种现象。本文基于激波管实验研究了EGR中的氧气、未完全氧化产物(Incomplete oxidation products, IOP)以及单一组分对于乙醇/正庚烷双燃料点火延时特性的影响,为此还发展出了新的NOX/n-heptane反应机理。
  本文首先对比了EGR中CO2/N2的物理作用和O2/IOP的化学作用,其次在不同的温度、压力(10/18atm)、当量比(0.5/1.0/1.5)、EGR率(0%/30/50%)下研究了O2/IOP的化学作用,研究结果发现O2的化学作用随着当量比/EGR率的增加而加强、随着压力升高而基本保持不变;IOP的化学作用随着当量比增加而减弱、随着压力升高而基本保持不变、随着EGR率的增加而轻微加强。此外,文中基于化学反应动力学机理,对O2化学作用影响进行了分析,主要从反应温度敏感性、活性基团摩尔浓度——时间变化曲线、关键反应产率等几个角度进行了分析。
  本文基于已有的正庚烷机理和NOX/HC机理构建出了新的NOX/n-heptane机理并在多种工况和实验平台上进行了验证,同时与现存的机理进行了对比。结果证明,新发展的机理相较于原有机理能够更好得与实验结果进行拟合。因此该机理可以用来研究单一组分对于双燃料点火延时的影响。
  本文研究了单一组分乙醛、乙烯、一氧化氮不同浓度的添加对于双燃料点火延时特性的影响。结果表明乙醛有着促进作用,且主要通过R333:CH3CHO+O2?CH3CO+HO2与R337:CH3CHO+HO2?CH3CO+H2O2促进反应;乙烯对于反应有着极其微弱的促进作用,但是相较于乙醛和一氧化氮的作用几乎可以忽略;一氧化氮对双燃料的点火呈现出促进的作用,且主要通过R5534CH3+NO2?CH3O+NO和R5404NO+HO2?NO2+OH这两个反应的循环来生成OH以促进燃料的点火。
  
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