[发明专利]基于多组分解耦物理化学替代物的柴油喷雾燃烧仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于多组分解耦物理化学替代物的柴油喷雾燃烧仿真方法，用于对‑50#柴油在高寒地区的喷雾燃烧特性进行仿真；该方法包括：选取物理替代物表征‑50#柴油的物理特性，选取化学替代物表征‑50#柴油的化学特性；在进行柴油喷雾燃烧仿真时，当柴油处于液态时，采用所述物理替代物作为柴油替代物；当柴油从液态蒸发变为气态时，将柴油替代物从物理替代物切换为化学替代物。本发明能够同时较好地复现实际柴油的喷雾和燃烧特性。

技术领域

本发明涉及柴油喷雾燃烧仿真技术领域，具体涉及一种用于高寒地区车辆的-50#柴油喷雾燃烧仿真方法。

背景技术

高寒地区车辆发动机冷启动过程中容易发生失火和间歇性着火现象，而且即使着火，粗暴燃烧倾向也较大，在冬季表现得尤为明显，严重影响了车辆的使用性能。其中，使用-50#柴油发生失火和粗暴燃烧的倾向最大，这与燃油的理化性质密切相关。

由于实验难以直接观察到缸内着火的微观演化过程，研究中通常通过仿真手段去探索冷启动过程中发生失火和粗暴燃烧的微观机理。仿真中目前普遍使用的柴油替代物是诸如正庚烷、正十二烷的单组分替代物，虽然喷雾形态与实际柴油相似，但喷雾气液相贯穿距离以及着火滞燃期与实际柴油仍存在一定差距，不能同时较好地复现实际柴油的喷雾和燃烧特性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于高寒地区车辆的-50#柴油喷雾燃烧仿真方法，能够同时较好地复现实际柴油的喷雾和燃烧特性。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种基于多组分解耦物理化学替代物的柴油喷雾燃烧仿真方法，用于对-50#柴油在高寒地区的喷雾燃烧特性进行仿真；该方法包括：

选取物理替代物表征-50#柴油的物理特性，选取化学替代物表征-50#柴油的化学特性；

在进行柴油喷雾燃烧仿真时，当柴油处于液态时，采用所述物理替代物作为柴油替代物；当柴油从液态蒸发变为气态时，将柴油替代物从物理替代物切换为化学替代物。

优选地，所述物理替代物为：由正十六烷(n-C16H34)、异辛烷(i-C8H18)、十氢萘(C10H18)、1-甲基萘(C11H10)组成的四组分物理替代物；

所述化学替代物为：由表征-50#柴油的物理特性；选取由正癸烷(n-C10H22)、异辛烷(i-C8H18)、甲基环己烷(C7H14)、甲苯(C7H8)组成的四组分化学替代物；

所述切换所采用的对应关系为：正十六烷切换为正癸烷，异辛烷切换为异辛烷，十氢萘切换为甲基环己烷，1-甲基萘切换为甲苯。

优选地，将柴油替代物从四组分物理替代物切换为所述四组分化学替代物后，四组分化学替代物与其对应的四组分物理替代物所占质量分数相同。

优选地，正十六烷、异辛烷、十氢萘、1-甲基萘的质量分数为：正十六烷40％～50％，异辛烷8％～12％，十氢萘17％～23％，1-甲基萘20％～27％；以上组分质量分数之和为100％。

优选地，正十六烷、异辛烷、十氢萘、1-甲基萘的质量分数为：45.82％、9.84％、20.25％、24.09％。

有益效果：

本发明使用解耦的多组分物理化学替代物独立表征-50#柴油的物理和化学特性，在仿真过程中，当燃油从液态蒸发变为气态时，燃油粒子从物理四组分切换为化学四组分，相比目前普遍使用的单组分替代物(如正庚烷、正十二烷)，同时较好地再现了实际使用过程中-50#柴油的喷雾和燃烧特性。

附图说明

图1为四组分物理代替物与-50#柴油蒸馏曲线。

图2为本发明四组分物理替代物与四组分化学替代物的切换图。