小球藻生物柴油燃烧反应动力学模型的优化及燃烧特性的研究

发布时间：2024-03-15 00:41

　　生物柴油具有可再生性、不含硫、含氧等特点,是一种优良的代用燃料。小球藻具有油脂含量高、生长周期短、不占用耕地等优点,发展和推广以小球藻为原料的生物柴油,对于解决我国生物柴油原料不足的瓶颈问题、降低我国石油对外依存度均有重要的意义。现有研究主要集中在藻种培育、筛选和小球藻生物柴油(Chlorella Biodiesel Fuel,CBF)的制备工艺、燃料特性分析等方面,针对CBF燃烧特性的研究较少。本文围绕CBF的燃烧反应动力学模型(后简称CBF模型)和燃烧特性开展研究,对课题组已构建并简化的CBF模型进行优化,分析均质混合压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)模式下,CBF的燃烧反应路径和不同边界条件对CBF燃烧特性的影响规律,并进行柴油机燃用CBF的台架试验,为CBF的应用与推广提供一定的理论基础。(1)为进一步提高CBF简化模型的预测性能,对模型开展优化研究。对简化模型中关键基元反应的速率常数指前因子实施6种不同的扰动(记为V1,V2,…,V6),基于扰动后的模型计算不同当量比和进气压力条件下CBF的着火延迟期,并与CBF详...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1油酸甲酯、亚油酸甲酯的分子结构

物柴油的组分复杂，分子量较大，碳链长度较长，研究发现，随着碳氢燃料中碳的增加，构成多碳化合物详细氧化模型的组分及其基元反应数目会以几何倍数增难针对单一组分建立一种完整表达生物柴油燃烧反应动力学特性的模型[6]。前针对生物柴油燃烧反应动力学模型的研究主要有两条途径：一是针对丁酸甲酯....

图2.1优化方案

（2）基于已有的研究成果，选取具有代表性的物质，作为CBF燃烧过程中的关键中间产物；（3）对关键中间产物进行敏感性分析和生成速率分析，选取敏感性系数和生成速率较高的基元反应为待修正的基元反应，模拟时设定的边界条件为初始温度1650K，初始压力3MPa；（4）对关键基元反应....

图2.2激波管模型

冷焰反应阶段、热焰反应阶段和扩散燃烧阶段，着火时刻：第一，选取冷焰反应阶段放热率达到局部最大值的线对时间导数为0的时刻）[42]；第二，选取某种组分浓度达到分最大分数）[39]。本文采用第二种着火时刻的定义，以OH为OH浓度达到最大值的时刻。型与方案波管模型EMKIN....

图2.3各产物的敏感性分析

得到了对各产物敏感性较高的10个基元反应，各产物的敏感性分析结果如图2.3所示，图中的正负表示各基元反应的反应方向。

本文编号：3928289