甲醇柴油混合燃料发动机喷雾及燃烧过程的数值模拟分析-numerical simulation analysis of spray and combustion process of methanol-diesel hybrid fuel engine.docxVIP

符号说明k—湍流动能ε—湍动能的耗散率Mt—湍流马赫数Prt—湍流普朗特数uwall—活塞运动速度ξ—壁面处的雷诺数u?—剪切速度，m/sτw—平行于壁面的切向应力α—对流传热系数，As—液滴表面积.fvs—液滴表面热通量Red—雷诺数.qs—蒸汽质量通量Nu—对流换热表面传热系数γi—活性系数SΦ—碳烟源项Sn—晶核生成源项，Sg—碳烟表面生成源项oS—碳烟氧化源项2C—最大晶核生成率，1/(m3s)nEa—活化能R—气体常数[J/mol?K],P—压力,barT—温度，Kf—混合气质量分数φs—碳烟质量分数τ—积分湍流时间尺度Cm—平均活塞速度，m/sH—冲程长度，mn—发动机速度,r/minU—湍流流通速度,m/shv—最大气阀升程，mSMD、d32—油滴索特平均直径di—油滴群中的第i个油滴的直径Ni—直径为di的油滴数vi原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。（必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：第一章绪论§1-1发展甲醇代用燃料的意义近年来，一些研究成果表明，在我国发展甲醇代用燃料是可行的[1,2]。甲醇代用燃料推广一旦成功，将会对我国能源结构的调整和汽车工业的发展产生巨大意义和影响。1-1-1有利于保护环境目前，醇类燃料是国际上公认的最有前途的内燃机清洁代用燃料。醇类燃料主要是指甲醇、乙醇，它们都具有贮存、使用和运输方便的特点。醇类燃料作为柴油机的代用燃料，有巨大的优越性，特别是对于改善环境的作用来说，柴油机燃用醇类燃料可减少常规污染物（CO、HC、NOx、PM），尤其是颗粒物的排放量，降低烟度和致癌度[3]。1-1-2有利于我国能源结构的调整我国能源结构的基本特点是富煤、贫油、少气。虽然国家一直在推广石油替代燃料，但始终只是在汽油机上掺混甲醇使用。在我国，柴油的消耗量明显高于汽油，并且仍然有增加的趋势。一方面，国家需要进口大量原油来炼制柴油，以满足市场需求；另一方面又不得不出口多余的汽油。这样的供需矛盾给石油炼制部门带来了极大的压力。如果甲醇部分地代替柴油，那么就会降低柴汽比，缓解柴油供不应求而汽油供过于求的尴尬局面。1-1-3对我国自主汽车工业产生的影响代用燃料汽车是未来汽车工业的发展方向之一，世界主要的汽车工业国家和各大汽车公司都投入了大量的人力、物力、财力进行代用燃料的研究，研究比较集中的领域有：醇类燃料(甲醇、乙醇)、气体燃料(天然气、液化气、氢气)、醚类燃料、生物柴油等代用燃料汽车和混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等多种能源汽车。汽车工业界的专家一致认为，在未来的汽车生产和消费领域，由汽油车和柴油车一统天下的局面将会打破，但在相当长的时间内也不会存在由其他某一、两类产品全面占领市场的情况。在未来的汽车生产和使用中，不同的汽车产品将在不同用途、不同地域的资源特、不同消费群体中发挥各自的作用。谁先发展出成熟的代用燃料汽车技术，并利用本国市场形成产业化，谁就掌握了发展代用燃料汽车的主动权。目前，我国和西方国家在发展洁净新能源轿车方面差距不大，完全有能力根据本国资源特点，设计生产出自己的洁净新能源轿车，为我国汽车工业发展赢得优势。§1-2甲醇汽车在国内外的研究现状随着国民经济的快速发展，汽车进入家庭的速度越来越快，我国石油的供需矛盾日益尖锐。为缓和能源短缺的巨大压力，实施能源可持续发展战略，寻求石油替代燃料的工作显得尤为重要。甲醇是一种潜力巨大的车用燃料，从20世纪7O年代起，各国相继开展了甲醇燃料在发动机中的应用研究，取得了一些重要的研究成果和实用经验。1-2-1国外的研究现状在国外，20世纪70年代前后许多发达国家对甲醇燃料的研究开发工作相继展开，美国、德国、日本、加拿大、瑞典以及巴西等国的研究开发及应用推广工作较为深入。美国是推广应用甲醇燃料最早的国家，政府的能源部（DOE）、环保署（EPA）、运输部（MOT）等机构密切配合，