DMF/柴油混合燃料喷雾燃烧数值模拟开题报告

 2020-02-20 09:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

自内燃机诞生直至现在,世界各地已经将其广泛地应用到车辆、轮船、发电等诸多行业领域。然而,随着汽车工业飞速发展[1],石油资源的消耗速度增加、资源有限,co和nox排放对大气造成的污染严重[2],全球气候逐年变暖等问题也随之而来[3]。资源短缺、环境污染严重等问题已在发展的社会中日益突出。因此,减少不可再生能源的消耗,颁布严格的排放法规条例[4],提高能源使用效率或寻找替代燃料就成了人类解决上述问题的思路。近年来,在寻找替代燃油方面,除了英、美两国使用乙醇替代汽油来减少co2的排放以外[5],一种理化特性类似汽油的生物质燃料——2,5 -二甲基呋喃(dmf)开始引起人们关注。与已知可使用的醇类燃料(如甲醇、乙醇、丁醇[6])相比,dmf的能量密度更大、沸点更高[7]、十六烷值低[8]、制备消耗能量更少[9]等优点,使得它成为生物燃料的研究焦点之一。另外,dmf制备设备技术的突破也为dmf作为燃料的研究打上了聚光灯[10]

参考已知成功使用的甲醇/柴油混合燃料[11],加之dmf和汽油相似的理化性质,能够与柴油良好互溶[12],故可以尝试进行对dmf/柴油混合燃料的研究[13]。在柴油发动机中,dmf/柴油混合燃料的喷雾燃烧[14]研究会涉及到热力学、流体力学、传热学以及数学等基础理论,本文将从dmf/柴油混合比例[15]、燃油喷射压力[16]、环境背压、喷孔几何特性等因素进行对喷雾特性[17]和燃料燃烧特性的影响。目前,和dmf/柴油混合燃料有关的研究报道为数不多[18]

倘若dmf/柴油混合燃料的喷雾和燃烧特性能够优于醇类/柴油混合燃料,那么它的推广应用会比后者更加容易实现,汽车工业的发展方向和能源结构的调整也会因此而产生巨大变化。这对人类社会的改变和自然环境的保护有着深远影响。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究(设计)的基本内容

此次研究探讨dmf/柴油混合比例、燃油喷射压力、环境背压、喷孔几何特性等因素对喷雾特性和燃料燃烧特性的影响,利用三维cfd软件avl—fire对dmf/柴油混合燃料在定容弹内的喷雾燃烧过程进行模拟,

并利用三维模拟分析的方法,形成可求解的数值模型,利用科学计算方法进行数值模拟计算,并将得到的结果和现有实验效果相比较,以此来验证模型的可靠性。

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3. 研究计划与安排

此次毕业设计的进度安排的总体内容,如下表所示:

周 次【2019】

工 作 内 容

毕业实习周

(2019.1.6~

1.18)

赴校外实习、搜集设计资料,并提交实习日记、实习报告。

毕业设计预备周

(2019.1.3~ 2019.1.18)

确定指导教师人选,对未选好导师的学生进行调剂分配。确定选题志愿、校内搜集资料、消化资料。

1~2 (2.18~3.1)

学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。

3~4 (3.4 ~ 3.15)

进行外文翻译,并提交外文翻译译文。

5~6

(3.18~ 3.29)

设计类,下达绘图任务,开始绘图。

研究类,制定试验方案或下达编程任务,开始试验及编程。

7~8(4.1~ 4.12)

继续完成绘图、试验或编程任务;

撰写毕业设计说明书(设计类)或论文(研究类)。

9~11

(4.15~ 4.26)

完成绘图、试验或编程;

完善毕业设计说明书、毕业论文;

12

(4.29~ 5.10)

网上提交毕业设计说明书、毕业论文、绘图等附件材料;

提交答辩申请。

13~14

(5.13~ 5.24)

教师审阅毕业设计说明书(设计类)或论文(研究类)和(图纸),审查确定学生答辩资格并予以公示。

15

(5.27~5.31)

根据评阅意见修改毕业设计说明书、毕业论文,并网上提交;准备答辩PPT。

16

(6.3~ 6.7)

毕业设计答辩。

备注:

此表是拟定时间。如有变化,以实际为准。

4. 参考文献(12篇以上)

[1]程文明,傅文卫,龚英利.柴油机喷雾和燃烧过程的多维数值模拟计算研究[j]. 车用发动机,2008 ,(s1):52-56页

[2]郭鹏. 柴油机燃用甲醇柴油混合燃料的仿真分析[d]. 太原:太原理工大学,2011

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