基于改进的详细碳烟模型的柴油燃烧碳烟颗粒物的生成特性

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得到的试验结果较为接近，碳烟排放量的模拟值与试验值的变化趋势基本一致，因而本文的详细碳烟模型可较好地
预测不同工况条件下柴油机碳烟颗粒排放的变化趋势．同时，采用提出的详细碳烟模型对柴油机内碳烟颗粒数密度和平均尺寸进行数值模拟，研究其在柴油机缸内的变化情况，结果表明，碳烟颗粒的直径在预混燃烧期和急燃期急剧增加，在缓燃期以及燃烧后期收敛于某一稳定值．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｄｅｔａｉｌｅｄｓｏｏｔｍｏｄｅ１ａｎｄｂａｓｅｄｏｎａｒｅｄｕｃｅｄｄｉｅｓｅｌｓｕｒｒｏｇａｔｅｆｕｅｌｃｈｅｍｉｃａ１ｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｎ — ｈｅｐｔａｎｅ／ｔｏｌｕｅｎｅ．ａｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｖａｌｉｄａｔｉｏｎｓｔｕｄｙｉｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｏｎｔｈｅｖｅｒａｃｉｔｙａｎｄｅｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｄｅｔａｉｌｅｄｓｏｏｔｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｏｏｔｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｉｎａｎｏｐｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅａｎｄａｓｉｎ — ｇｌｅ — ｃｙｌｉｎｄｅｒｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｎｔｈｉｓｄｅｔａｉｌｅｄｓｏｏｔｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｏｏｔｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｓｏｍｅｒｓ
第ｌ９卷
第３期
燃
烧
科
学
与技
术
Ｖｂ１．１９Ｎｏ＿３Ｊｕｎ．２Ｏ１３
２０１３年６月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＤＯＩ１０．１１７１５／ｒｓｋｘｊｓ２０１３０３００７
基于改进的详细碳烟模型的柴油燃烧碳烟
颗粒物的生成特性
陈亮，成晓北，颜方沁，鞠洪玲，陈国华
（华中科技大学能源与动力工程学院，武汉４３００７４）
关键词：详细碳烟模型；碳烟浓度的瞬态二维分布；单缸柴油机；颗粒数密度；平均颗粒尺寸
中图分类号：ＴＫ４２２文献标志码：Ａ文章编号：１００６８７４０（２０１３）０３．０２３４ — ０７
ＳｏｏｔＦｏｒｍａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎＤｉｅｓｅｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓＢａｓｅｄｏｎａｎＩｍｐｒｏｖｅｄＤｅｔａｉｌｅｄＳｏｏｔＭｏｄｅｌ
ｏｆａｃｅｔｙｌｅｎｅａｎｄＰＡＨｓｏｎｓｏｏｔｆｏｒｍａｔｉｏｎａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｉｎ — ｃｙｌｉｎｄｅｒｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ＣｈｅｎＬｉａｎｇ，ＣｈｅｎｇＸｉａｏｂｅｉ，ＹａｎＦａｎｇｑｉｎ，ＪｕＨｏｎｇｌｉｎｇ，ＣｈｅｎＧｕｏｈｕａ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
摘
要：采用改进的详细碳烟模型，耦合了由正庚烷和甲苯组成的混合燃料的简化反应机理．在碳烟模型中，考虑
了反应中生成的乙炔类异构体和多环芳香烃前驱物对碳烟颗粒成长过程的影响作用，分别以可视化发动机和单缸柴
油机台架试验的结果，对详细碳烟模型预测柴油机碳烟生成和氧化过程的准确性和有效性进行了验证．结果表明，模拟得到的缸内压力、放热率曲线以及着火时刻和试验结果吻合较好，得到的碳烟浓度瞬态二维分布与采用双色法