内燃机工作工程数值模拟课件工学高等教育教育专区

1、2022-3-241第第10章章 柴油机准维燃烧模型柴油机准维燃烧模型10.1 概述概述10.2 气相喷注燃烧模型气相喷注燃烧模型 10.3 油滴蒸发燃烧模型油滴蒸发燃烧模型10.4 排放物生成模型排放物生成模型 2022-3-24210.1 概述概述2022-3-24310.1 概述概述2022-3-24410.1 概述概述2022-3-24510.1 概述概述2022-3-24610.1 概述概述2022-3-2472022-3-2482022-3-24910.1 概述概述2022-3-241010.2 气相喷注燃烧模型气相喷注燃烧模型 2022-3-24112022-3-24122022

2、-3-2413二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-2414二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-2415二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-2416二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-2417二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-2418二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-2419二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-2420二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-2421二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-2422二、二、 燃油喷注模型燃油喷注模型2022-3-24232022-3-2424柴油

3、机准维燃烧模型的共性：柴油机准维燃烧模型的共性：由由喷注模型（喷注模型（雾束几何形状及燃油空气混合气浓度分布）雾束几何形状及燃油空气混合气浓度分布）燃烧热力学计算模型燃烧热力学计算模型排放物生成模型排放物生成模型三部分三部分构成。构成。 气相喷注燃烧模型气相喷注燃烧模型空气区，空气区，“A”区区油核区，油核区，“C”区区可燃混合区，可燃混合区，“B”区区 n个个 2022-3-2425三、燃烧模型三、燃烧模型2022-3-24262022-3-24272022-3-24282022-3-24292022-3-24302022-3-24312022-3-2432由由3、4可得每一计算步长时每个区

4、内的燃油质量、燃空比可得每一计算步长时每个区内的燃油质量、燃空比和进入每个区内的空气卷吸率和进入每个区内的空气卷吸率2022-3-24332022-3-24342022-3-24352022-3-24362022-3-243710.3 油滴蒸发燃烧模型油滴蒸发燃烧模型2022-3-24382022-3-24392022-3-24402022-3-24412022-3-24422022-3-2443小区中一旦着火，在理小区中一旦着火，在理论燃空比下完全燃烧。论燃空比下完全燃烧。在空气充足的情况下在空气充足的情况下（A），小区中同时存），小区中同时存在燃烧产物、液态燃油在燃烧产物、液态燃油和空气，

5、燃烧速率受油和空气，燃烧速率受油滴蒸发速率控制。滴蒸发速率控制。如果是燃油蒸气剩余的如果是燃油蒸气剩余的情况情况(过程过程B)，燃油蒸，燃油蒸气与周围卷入的空气相气与周围卷入的空气相结合，按理论燃空比进结合，按理论燃空比进行燃烧行燃烧 ，受空气卷吸受空气卷吸量控制而进行燃烧量控制而进行燃烧 2022-3-24442022-3-24452022-3-24462022-3-24472022-3-24482022-3-24492022-3-24502022-3-24512022-3-24522022-3-24532022-3-24542022-3-24552022-3-24562022-3-2457

6、2022-3-24582022-3-24592022-3-24602022-3-24612022-3-24622022-3-24632022-3-24642022-3-24652022-3-24662022-3-24672022-3-24682022-3-24692022-3-24702022-3-24712022-3-24722022-3-2473 三、计算流程图三、计算流程图2022-3-247410.4 排放物生成模型排放物生成模型 一、一、NO生成模型生成模型2022-3-2475二、炭烟生成量的计算二、炭烟生成量的计算 一般认为燃油蒸气与氧的一次反应生成炭一般认为燃油蒸气与氧的一次反

7、应生成炭烟，而炭烟的再燃烧则认为是炭烟与氧的烟，而炭烟的再燃烧则认为是炭烟与氧的二次反应。因此，排气中炭烟的浓度取决二次反应。因此，排气中炭烟的浓度取决于循环中炭烟的生成和再燃烧。其反应按于循环中炭烟的生成和再燃烧。其反应按阿累尼乌斯定律进行，并可计算出炭烟的阿累尼乌斯定律进行，并可计算出炭烟的生成量、再燃烧量和排出量及其变化率。生成量、再燃烧量和排出量及其变化率。计算式如下：计算式如下：10.4 排放物生成模型排放物生成模型 2022-3-2476RTEpmKdtdmsffgfsfexp5 . 0RTEpppmKdtdmscOscscexp8 . 12dtdmdtdmdtdmscsfs炭烟生成量炭烟生成量炭烟再燃烧量炭烟再燃烧量炭烟净生成量炭烟净生成量kmolkJEsf/10234. 54kmolkJEsf/1086. 542022-3-24772022-3-2478-100 -80 -60 -40 -20020406080 100020