
第
37
卷第
11
期
西安交通大学学报
Vo
l.
37
NQ11
2003
年
11
月
JOURNAL
OF XI' AN JIAOTONG UNIVERSITY Nov. 2003
二甲自速发动机浦流燃烧模型的研究
王锡斌,蒋德明,周龙保,潘克煌
(西安交通大学能源与动力工程学院,
710049
,西安)
摘要:根据二甲酷发动机燃烧过程的特点,提出了一个消流燃烧模型.该消流燃烧模型在传统的化学动力学
模型的基础上,增加了拟序火焰片瑞流燃烧模型,以考虑端流对燃烧的促进作用.数值模拟表明:在发动机中
二甲酷油束的贯穿度比柴油短,基本没有碰壁现象;油孔附近的油束上边缘处具有合适的燃料浓度和较高的
温度,最先发生自燃;在扩散燃烧时燃料与空气混合速度慢,燃烧速度慢,持续时间长.计算所揭示的现象与
试验观察基本相符.
关键词:二甲耻;瑞流;拟序火焰片模型
中图分类号
TK42
1.
02
文献标识码
A
文章编号:
0253-987X(2003)
1l-1l
28-04
Research on
the
Combustion Characteristics
of
Dimethyl
Ether
Engine
Using a Coherent Flamelet Model
Wang
Xih
巾
,
]
iang
Deming
,
Zhou
Longb
α
0
,
Pan
Keyu
(School
of
Energy
and
Power
Engineering
,
Xi'an
Jiaotong
University.
Xi'an
710049.
China)
Abstract:
A
turbulent
combustion
model
was
developed
according
to
the
combustion
characteristics
of
the
dimethyl
CDME) engine.
The
model
took
into
account
the
influence
of
turbulence
on
combustion
by
adding
a
coherent
flamelet
model
C
CFM)
in
the
original
chemical
kinetic
model
to
reflect
the
turbulence
on
com-
bustion
promotion.
Numerical
simulation
indicates
that
at
an
engine
condition
DME
spray
has
shorter
tip
penetration
than
diesel fuel
and
no
wall
impingement
is
observed.
The
upper
edge
of
spray
near
the
nozzle
would
ignite
first
for
its
appropriate
fuel
concentration
and
higher
temperature.
In
diffusive
combustion
the
combustion
rate
is
slow
and
the
combustion
lasts
long
due
to
the
slow
rate
of
air-fuel
mixture
formation.
The
results
of
numerical
simulation
are
in
good
agreement
with
experiments.
Keywords: d imeth
yl
ether
; turhulence; coherent
flamelet
model
自
1995
年以来,二甲酷
CDME)
作为柴油机的
代用燃料逐渐受到人们的关注.与燃用柴油相比,燃
用二甲酷时在全部运行范围内无碳烟排放,
NO
.,-排
放可降低约
50%
,同时
CO
和未燃
HC
排放也有一
定程度的降低,但对
DME
低排放的内在机理至今
仍众说纷纭.近年来,随着内燃机计算流体力学
CComputational
Fluid
Dynamics
,
CFD)
的发展,内
燃机工作过程的数值模拟己成为分析和研究工作过
程的一个重要工具.为了深入了解二甲酷在缸内的
燃烧过程,研究其降低排放的内在机理,有必要借助
内燃机
CFD
这一有力于段,通过建立燃烧模型进行
研究.
在通常情况下,二甲酷与柴油一样采用燃油喷
射和进气涡流以组织燃料和空气的混合,缸内存在
较强的揣流,因而建立二甲酷燃烧模型时需考虑到
揣流对混合和燃烧的影响.本文的主要内容就是根
据二甲酷发动机燃烧过程的特点,利用
KIVA3
程
序建立二甲酷的揣流燃烧模型,对二甲酷的燃烧过
程进行分析研究.
收稿日期:
2003-02-20.
作者简介:王锡斌(l
968~)
,男,博士生;蒋德明(联系人)
,男,教授,博士生导师.
基金项曰:
国家重点基础研究发展规划资助项目
C2001CB209208)
;教育部博士点基金资助项目
(20020698044)
.