乙醇、乙酸乙酯和丙酮混合燃料的层流燃烧特性研究

摘要

传统汽车发动机在备受关注的环境形势下需要寻找高效的燃烧方式和清洁的替代燃料。生物质作为一种可再生能源且在中国分布广泛，能够通过一系列的化学方法转化成液体或气体燃料，这些燃料具有极大的潜力应用于传统汽油机或柴油机。本文以一种由农作物秸秆转化来的精制生物质热裂解油的主要成分乙醇、乙酸乙酯、丙酮为研究对象，为了更好地利用这些燃料，对这三种燃料及其混合所得燃料的层流燃烧特性进行了试验和仿真研究：
　　第一，结合高速纹影成像技术，在定容燃烧弹中进行了初始条件358K、常压下乙醇、乙酸乙酯、丙酮及其混合所得的共18种燃料的层流燃烧特性试验，每种燃料进行0.7-1.4共8个当量比的试验。通过PhotoShop软件测量记录的高速纹影图像的火焰前锋面积，利用非线性外推方法推导出无拉伸火焰传播速度，进一步分析层流燃烧速度、层流燃烧通量、层流火焰厚度、马克斯坦长度、马克斯坦数等层流燃料特性参数；
　　第二，利用Chemkin软件中Premix模块，分别依据Marinov机理、Pichon机理和Dyama机理对乙醇、丙酮和乙酸乙酯的一维火焰燃烧过程进行了分析，主要包括反应温度分布、燃料反应路径和反应灵敏度分析，并将仿真所得的层流燃烧速度与试验值进行了对比。

目录

声明

致谢

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2发动机替代燃料的研究现状

1.3燃料燃烧特性研究及其设备

1.4乙醇、乙酸乙酯、丙酮及其混合物层流燃烧特性的研究现状

1.5本文研究内容及其意义

1.6 本章小结

第2章 试验装置与试验过程

2.1.试验装置

2.2.试验过程

2.3燃料注射体积

2.4 本章小结

第3章 数据处理过程

3.1 层流燃烧速度和马克斯坦长度

3.2 火焰厚度和马克斯坦数

3.3其他层流燃烧特性参数

3.3 本章小结

第4章 乙醇、乙酸乙酯与丙酮混合燃料层流燃烧特性分析

4.1 燃烧过程

4.2 无拉伸火焰传播速度

4.3 层流燃烧速度

4.4 层流火焰厚度

4.5层流燃烧通量

4.6 马克斯坦长度

4.7马克斯坦数

4.8 双组分燃料与三组分燃料对比

4.9 本章小结

第5章 乙醇、乙酸乙酯与丙酮化学反应动力学机理仿真研究

5.1 一维平面预混火焰理论

5.2 化学动力学仿真结果分析

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

作者简历及硕士期间研究成果

附录1 燃料注射体积表