二甲醚发动机湍流燃烧模型的研究.pdfVIP

维普资讯 第 37卷 第 11期 西 安 交 通 大 学 学 报 Vo1．37 № 11 2003年 11月 JOURNAL OF XIAN JIAOTONG UNIVERSITY Nov．2003 二 甲醚发动机湍流燃烧模型的研究 王锡斌 ，蒋德 明，周龙保 ，潘克煜 (西安交通大学能源与动力工程学院，710049，西安) 摘要：根据二 甲醚发动机燃烧过程的特点，提 出了一个湍流燃烧模型．该湍流燃烧模型在传统的化学动力学 模型的基础上，增加 了拟序 火焰片湍流燃烧模型，以考虑湍流对燃烧的促进作用．数值模拟表明：在发动机 中 二甲醚油束的贯穿度比柴油短 ，基本没有碰壁现象；油孔附近的油束上边缘处具有合适的燃料浓度和较高的 温度，最先发生 自燃；在扩散燃烧时燃料与空气混合速度慢，燃烧速度慢，持续时间长．计算所揭示的现象与 试验观察基本相符． 关键词 ：二 甲醚 ；湍流；拟序火焰片模型 中图分类号 ：TK421．02 文献标识码 ：A 文章编号 ：0253—987X(2003)11—1128—04 Researchon theCombustion CharacteristicsofDimethylEtherEngine UsingaCoherentFlameletM odel WangXibin，JiangDeming，ZhouLongbao，PanKeyu (SchoolofEnergyandPowerEngineering，XianJiaotongUniversity，Xian710049，China) Abstract：A turbulentcombustionmodelwasdevelopedaccordingtothecombustioncharacteristicsofthe dimethyl(DME)engine．Themodeltookintoaccounttheinfluenceofturbulenceoncombustionbyadding acoherentflameletmodel(CFM )intheoriginalchemicalkineticmodeltoreflecttheturbulenceoncorn— bustionpromotion．NumericalsimulationindicatesthatatanengineconditionDME sprayhasshortertip penetrationthandieselfuelandnowallimpingementisobserved．Theupperedgeofspraynearthenozzle wouldignitefirstforitsappropriatefuelconcentrationandhighertemperature．Indiffusivecombustionthe combustionrateiSslow andthecombustionlastslongduetotheslow rateofair-fuelmixtureformation． Theresultsofnumericalsimulationareingoodagreementwithexperiments． Keywords：dimethylether；turbulence；coherentflameletmodel 自1995年 以来，二 甲醚 (DME)作为柴油机 的 内燃机 CFD这一有力手段 ，通过建立燃烧模型进行 代用燃料逐渐受到人们的关注．与燃用柴油相 比，燃 研究． 用二 甲醚时在全部运行范 围内无碳烟排放 ，N 排 在通常情况下，二 甲醚与柴油一样采用燃油喷 放可降低约 50 ，同时CO和未燃 HC排放也有一 射和进气涡流以组织燃料和空气 的混合 ，缸 内存在 定程度的降低 ，但对 DME低排放的内在机理至今 较强 的湍流 ，因而建立二 甲醚燃