基于莫斯–布魯克斯煙灰模型的柴油機(jī)時(shí)空煙塵演化的模擬

直噴式柴油機(jī)具有較高的壓縮比且沒有節(jié)流損失，通常具有優(yōu)越的燃油效率，成本也相對較低，但為實(shí)現(xiàn)未來日益嚴(yán)格的碳排放目標(biāo)，柴油機(jī)排放控制技術(shù)需要進(jìn)一步改進(jìn)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的NOx必須減少到必要的水平以防止大氣污染。

利用高保真的數(shù)值模型來精確顯示煙塵產(chǎn)生的復(fù)雜過程。一個(gè)有效的化學(xué)機(jī)制與莫斯–布魯克斯煙灰模型一起使用。研究首先確定1組模型常數(shù)，這些常數(shù)可以準(zhǔn)確預(yù)測重型柴油機(jī)缸內(nèi)時(shí)間/煙塵/體積的演化。當(dāng)一個(gè)輕型柴油機(jī)的注入剖面變化時(shí)，1組相同的值也可以適用于模擬排氣煙塵濃度的變化。研究了多次噴射參數(shù)對時(shí)空煙塵演化的影響。介紹了數(shù)值的制定、建立和柴油機(jī)的網(wǎng)狀配置，詳細(xì)驗(yàn)證了數(shù)值模型和煙塵模型常數(shù)的校準(zhǔn)程序。研究了集成CFD化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型在輕型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)煙塵形成過程中的應(yīng)用。

這一組煙塵模型的常數(shù)值能夠準(zhǔn)確預(yù)測輕型柴油機(jī)缸內(nèi)煙塵/體積/排氣煙塵濃度的變化。通過增大停留時(shí)間使峰值煙灰含量減少，相應(yīng)的排放量顯著增加。20℃左右煙塵暈向缸內(nèi)壁擴(kuò)散分布，因此在內(nèi)壁油膜處產(chǎn)生更多的煙塵沉積。介紹了在不同注入剖面情況下的缸內(nèi)煙塵形成過程和傳輸過程。在原位測量無法實(shí)現(xiàn)的情況下，集成CFD和化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型可以了解缸內(nèi)煙塵的反應(yīng)變化。

刊名：Energy Conversion and Management（英）

刊期：2012年第58期

作者：Kar Mun Pang et al

編譯：王維