基于对冲火焰燃烧器的醇类燃料碳烟颗粒生成机理研究开题报告

 2021-12-24 16:21:46

全文总字数:6253字

1. 研究目的与意义(文献综述)

虽然各类新兴能源不断发展,但化石燃料在当今世界的能源结构中仍然占有十分大的比例。

尤其是在各类交通运输工具之中,以化石燃料如汽油、柴油、天然气等为基础的内燃机仍然被广泛使用。

然而,各类碳氢燃料在燃烧过程中会生成多种对人体健康和生态环境不利的有害物质,这其中就包括碳烟。

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2. 研究的基本内容与方案

基于对冲火焰燃烧器,进行乙烯/乙醇混合燃料对流扩散火焰碳烟生成机理的数值模拟研究。探究对流扩散火焰的火焰传播特性以及碳烟生成机理,掺混乙醇对于乙烯火焰的传播和碳烟生成的影响,以及不同参数(压力、应变率等)设置对于乙烯/乙醇混合燃料的对流扩散火焰碳烟生成的作用机理。

采用模拟软件chemkin对乙烯/乙醇/氩气混合燃料的对流扩散火焰进行数值模拟。碳烟生成机理拟采用现有的km2或usc mech2.0机理。在模拟中,只改变乙烯与乙醇的混合比例,其他条件保持不变,对混合比例不同的混合燃料火焰进行数值模拟。通过模拟得出各工况下碳烟和生成碳烟过程中各中间产物的浓度,结合化学反应机理对各工况的模拟结果进行对比和分析。

在其他模拟工况中,调整压力、应变率等参数进行模拟分析,保持其他条件不变,计算出各工况下碳烟和中间产物的浓度,通过化学反应动力学角度的分析,探究这些参数的改变会对混合燃料的碳烟生成造成何种影响。

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3. 研究计划与安排

1.准备阶段:在完成开题的2周之内,学习数值模拟方法和化学反应动力学相关知识,充分调研文献,对醇类燃料在燃烧领域的相关研究技术和研究成果进行更加深入的了解,撰写论文的绪论等相关部分。

2.研究阶段:在完成开题的9周之内,掌握利用chemkin进行碳烟生成模拟的方法,设计合理的模拟方案,完成数值模拟研究,利用化学反应动力学知识对结果加以分析,对碳烟生成机理进行说明,对研究结果进行归纳总结并得出结论,对模拟方案进行评估分析,并撰写论文的主体部分。

3.完善阶段:直到答辩之前,整理相关材料,根据之前的工作成果将论文完成。然后修改论文,对论文的内容进行完善,提出对于后续研究工作的展望。准备相关材料,进行答辩。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]. 岳宗宇, 基于激光诱导炽光法的碳烟测量方法研究, 2012, 天津大学.

[2]. 肖明, 乙烯火焰中碳烟生成和演化的数值模拟, 2016, 武汉科技大学.

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