輕型柴油機的生物柴油燃燒模擬

柴油發(fā)動機應用生物柴油的試驗研究主要集中于發(fā)動機的排放和性能指標。因此，通常應用數(shù)值模擬形式的計算機流體力學（CFD）技術來獲取試驗數(shù)據(jù)。CFD模擬通常用來描述柴油機缸內(nèi)流場、熱轉移排放形成和噴霧等現(xiàn)象。近年來，化學反應的計算密集型模型也集成到生物柴油燃料的CFD研究中，這允許由化學反應動力學控制的生物柴油燃料燃燒中的非平衡過程。

集成的CFD化學動力學模型作為一種低成本、高保真的柴油發(fā)動機生物柴油燃料燃燒特性的研究方法，是具有巨大潛力的。這項工作的主要目的是，利用集成化學動力學反應機制的CFD模型，探討生物柴油燃料的輕型柴油發(fā)動機的燃燒特性和排放形成機理。對生物柴油燃料，如椰子甲酯（CME）、棕櫚油甲基酯（PME）和大豆甲基酯（SME）的燃燒和排放形成過程進行仿真模擬，并與標準的柴油燃料進行對比。此外，本研究作為一個緊湊反應機制的概念證明，能夠模擬不同水平的生物柴油-柴油混合物和識別原料類型。

柴油發(fā)動機比生物柴油發(fā)動機排放更多濃度的NO，這是由于柴油發(fā)動機缸內(nèi)的燃氣溫度比較高，利于NO的形成。生物柴油燃料中的不飽和度具有不利影響，因為不飽和乙炔是NO和PM形成過程中的一種重要化學成分。研究中只是對集成模型在一個速度-負荷點進行驗證，因此，得出的結論仍然是保守的。為了進一步證明模型的魯棒性和逼真性，模型驗證的實現(xiàn)應該擴展到一系列的發(fā)動機轉速和負荷值。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2013年第102期

作者：Hoon Kiat Ng et al

編譯：王維