汽油多组分表征燃料简化动力学模型的系统化构建及验证.pdfVIP

物理化学学报(WuliHuaxueXuebao1 April ActaP ．一C ．Sin．2016，32(4)，879—892 879 [Article】 doi：10．3866／PKU．WHXB201601261 www．whxb．pku．edu．cn 汽油多组分表征燃料简化动力学模型的系统化构建及验证 肖 干 ’ 张煜盛 姜光军 (华中科技大学能源与动力工程学院，武汉430074； 南昌大学机 电工程学院，南昌330031) 摘要 ：提出了一套系统化多级机理简化策略，包含基于误差传播的直接关系图法、峰值浓度分析法、线性同 分异构体集总法、主组分分析法、温度敏感性分析和产率分析法，并将其应用于汽油四组分表征燃料详细反 应机理的简化，构建了适用于HCCI发动机燃烧边界下的简化机理模型，包含149个物种、414个反应。通 过与激波管、快速压缩机、增压HCCI发动机实验数据的对 比验证表明，新机理可以准确地预测较宽范围条 件下的着火滞燃期，在HCCI发动机的单区模型计算中，该机理对缸 内燃烧和排放的预测结果是令人满意 的。放热率分析表明，R+O反应是控制中间温度区放热的关键基元反应，在高压低温下，异辛烷的放热起 到决定性作用。添加2-戊烯之后，使得四组分模型相较于三组分模型更为准确，尤其是对于第一阶段着火滞 燃期有显著影响，为进一步探索调和燃料组分比例控制HCCI燃烧提供了一条新思路。 关键词 ：汽油表征燃料；多级机理简化；HCCI发动机；中间温度放热；化学动力学模型 中图分类号 ：0643 SystematicConstructionandValidationoftheReducedChem ical KineticModelofGasolineMulti-ComponentSurrogateFuel XIAO Gan’ ZHANG Yu—Sheng’。 JIANG Guang—Jun’， rCollegeofEnergyandPowerEngineering,HuazhongUniversityofScience＆Technology,Wuhan430074, R．China CollegeofMachineandElectronEngineering,NanchangUniversiyt,Nanchang330031． R．China1 Abstract： Asystematicmulti-stagemechanism reductionstrategyforperformingskeletalreductionsofgasoline f0ur．componentsurrogatefueliSpresented．Theapproachincludesthe directedrelationgraphwitherror propagation，peakconcentrationanalysis，Iinearisomerlumping，principalcomponentanalysis，temperature sensitivityanalysisandrateofproductionanalysis．ThefinaIreducedmechanism comprises149speciesand 414reactionswithembeddedcross—reactions．whichiSsuitableforhomogeneouschargecompressionignition (HCCI)engineapplication．Comparisonsbetweencomputationalandexperimentaldataincludingtheshock tubeandrapidcompressionmachine．ind