采用机器学习的二甲醚层流燃烧速度预测研究

为了明确二甲醚层流燃烧速度与混合气初始条件(温度、压力、当量比)之间的关系,基于大量的实验及数值模拟数据,利用机器学习多变量回归算法,建立了二甲醚/空气预混层流燃烧速度随初始条件的拟合关系式。通过与文献及数值模拟结果的对比,发现所建立的函数关系式能够在0.8～1.4当量比、298～373K初始温度和0.1～1.0MPa初始压力范围内得到准确的二甲醚层流燃烧速度预测结果。二甲醚层流燃烧速度随初始压力呈负指数关系,随初始温度呈正指数关系,化学当量比时,压力和温度指数的绝对值较小,混合气较浓或较稀时,压力和温度指数的绝对值增大,表明二甲醚层流燃烧速度随初始压力的增大而减小,随初始温度的升高而增大,且在较浓或者较稀的混合气条件下,层流燃烧速度随初始压力和温度的变化更为敏感。研究结果可以为二甲醚发动机数值模拟提供简单准确的层流燃烧速度输入数据,从而节约研究成本和计算时间。     

负载MgO固体碱对聚甲氧基二甲醚脱酸精制性能的影响

采用混捏法制备负载MgO固体碱脱酸剂,利用热重、X射线衍射、N₂吸附-脱附、原子吸收光谱和Hammett吸附指示剂滴定等对其性质进行表征,测试固体碱脱酸剂对聚甲氧基二甲醚样品的脱酸性能、酸容量、径向抗压强度、再生性能等。结果表明：当聚甲氧基二甲醚原料酸度为219.67 mg KOH/(100 mL)、脱酸后产品酸度低于20 mg KOH/(100 mL)时,脱酸原料与脱酸剂的体积比可达44;450℃下焙烧再生后,脱酸活性仍超60%;该固体碱脱酸剂具有使用操作简单、无污染、可再生等优点。     

低负荷下天然气-二甲醚RCCI发动机燃烧和排放的仿真研究

利用发动机仿真专用软件CONVERGE,研究低负荷工况下当量比、二甲醚喷射比例以及发动机转速对天然气-二甲醚双燃料在分隔式燃烧室中反应活性控制压燃(RCCI)燃烧和排放等性能的影响。以单缸Ricardo E6/MS配备MK.V预燃室的发动机为对象建立仿真模型,通过文献中的实验结果验证了模型的有效性。仿真结果表明,当量比为0.28～0.35时,放热率曲线表现为单个主峰,当量比为0.4～0.5时,放热率曲线表现为双峰;当量比为0.45时,发动机的动力性和经济性较好,NO_x、soot、HC和CO这4类污染物的排放量总体处于较低水平;发动机指示热效率和IMEP都随着二甲醚喷射比例的降低而增加,但二甲醚喷射比例过低时又会出现失火现象,二甲醚喷射比例为15%时,发动机的动力性和经济性最好,且NO_x排放量最低,但HC的排放量较高;在低负荷工况下,转速升高会导致燃烧相位推迟以及燃烧效率降低,甚至出现失火现象,转速为800 r/min左右时,双燃料发动机的燃烧和排放性能都表现得更好。     

二甲醚HCCI发动机微量排放物的研究

根据优化气相色谱仪工作条件,对二甲醚均质充量压燃(HCCI)发动机排气中的甲醛和甲酸甲酯进行了检测.通过二甲醚简化反应机理与Fluent的耦合联算,以及结合Woschni传热模型和DME详细反应机理的Chemkin反应动力学数值模拟,对二甲醚HCCI发动机的燃烧过程及其微量排放物(甲醛、甲酸和甲酸甲酯)进行了预测分析.结果表明:在一定条件下,甲醛、甲酸和甲酸甲酯存在于排气中,其排放量均随过量空气系数的减小而减小,发动机转速、进气温度和压力对其影响也很大.     

润滑添加剂对二甲醚发动机性能影响的试验研究

在直喷式柴油机上进行了不同比例润滑添加剂对二甲醚发动机性能影响的试验研究，结果发现：在二甲醚中加入一定量的润滑添加剂后油泵柱塞表面的磨损情况有较明显改善，发动机可在宽广的转速和负荷范围内稳定运行；随着燃料中润滑添加荆含量的增大，二甲醚发动机的动力性略有提高，但NOx排放逐渐增加，缸内最高爆发压力和压力升高率也都略有升高；当润滑添加剂含量低于一定比例时，二甲醚发动机仍可实现无烟燃烧，但超过一定比例时碳烟产生，且随着润滑添加剂加入比例的增加碳烟排放逐渐增大，试验表明，加入合适比例的润滑添加剂是解决二甲醚燃料黏度低、润滑性差的可行方法之一。     

合成气制备二甲醚工艺条件的研究

在固定床高压流动反应装置上考察了CuO -ZnO/HZSM - 5和CuO -ZnO -ZrO2 -MnO2 -Al2 O3/HZSM - 5二甲醚 (合成 )催化剂的活性 .实验结果表明 ,CuO -ZnO -ZrO2 -MnO2 -Al2 O3/HZSM - 5催化剂在高空速下活性较好 .同时确定二甲醚 (合成 )催化剂的最佳反应条件为 :T反 ≤ 2 5 0℃ ,P =4.0MPa,GHSV =1 0 0 0h- 1 .     

车用增压二甲醚发动机的燃烧特性

在一台改造后的车用增压柴油机上进行燃用二甲醚的燃烧研究,实测了缸内压力,据此计算了燃烧放热率,分析了二甲醚发动机和柴油机的燃烧过程.结果表明,在外特性下随着转速的增加,燃油消耗率先减后增,排气温度先增后减再增;供油提前角相同时,两者额定工况的放热率图都呈单峰,前者最大爆发压力和最大压力升高率较低.随负荷增加,二甲醚放热率图由明显的双峰变成单峰;在相同平均有效压力下,随着转速的增加,燃烧始点有所推迟,放热率图的重心远离上死点.6孔喷油器对应的燃烧迅速,其性能也明显好于5孔喷油器.供油提前角越大,燃烧始点、最大放热率相位和放热率图重心越靠近上死点,燃油消耗率越低,但最大放热率几乎不变.     

甲醇气相脱水制二甲醚催化剂

以异丙醇铝(AIP)为铝源,异丙醇(IPA)为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备用于甲醇气相脱水生产二甲醚的γ-A12O3催化剂.考察H2O与AIP的物质的量之比n(H20)/n(AIP)以及溶液pH对催化剂的晶型、颗粒表观形态、酸性及催化反应性能的影响.采用X射线衍射(XRD),氨程序升温脱附(NH3-TPD)等方法对催化剂...     

甲醇气相脱水合成二甲醚反应机理的研究

采用B3LYP,MP2方法在6-311++G(2df,pd)水平上,研究了酸性催化剂条件下甲醇气相脱水合成二甲醚反应的微观机理,找到了可能的反应通道,并得到了各反应通道的反应物、中间体、过渡态和产物的优化构型、谐振频率,解释了Highfield等的实验结论.从键长和能量的变化角度,讨论了化学反应过程中化学键的变化规律,以及反应过程的难易程度,为实验研究二甲醚反应提供理论依据.     

爆炸极限实验系统研制及二甲醚/HFC125的可燃性研究

根据ASTM E681-04及ANSI/ASHRAE Standard 34-2007标准,建立了一套全自动可燃性气体爆炸极限实验系统.该系统实际配气比例与设定比例的误差不超过±0.1%,配气比例的不确定度小于0.5%.对几种常见制冷剂的爆炸极限进行了测试,验证了系统的准确性.对二甲醚/HFC125混合气体的爆炸极限进行了实验研究,结果表明,加入HFC125后二甲醚的可燃性范围减小,当HFC125与二甲醚的体积比为4.6时达到临界抑爆点,但HFC125含量较低时对二甲醚的阻燃作用不明显.该测试结果为将二甲醚作为一种环保型制冷剂进行推广应用提供了安全参考.