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。
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。
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
