畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告

1、 課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計方案比較、選型分析等）
目的及意義：擴展GT-Power軟件的燃料庫使之包括大豆油,棉籽油等多種生物燃料的特性.然后在該軟件中建立燃燒模型對發(fā)動機的性能和排放進行研究分析.生物燃料作為一種可再生能源,具有巨大的潛在價值.對大豆油和棉籽油進行初步的探索以考察其作為石化燃料替代品的技術(shù)上的可行性.
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀:國外特別是歐美等發(fā)達國家對生物柴油以進行了較多的研究,而且已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,并得到了政府的支持.其對生物燃料的研究種類較為完整.對生物燃料的特性估算已基本成熟,有專業(yè)的特性估算教材.焓有Method of Jlack,Method of Thinh et al.,Method of Benson等;粘度有Method of Reichenberg,Method of Wilke等;傳熱系數(shù)有Roy and Thodos estimation;Method of Chung et al.等;發(fā)動機燃燒建模也有較大的發(fā)展,有專業(yè)的軟件如KIVA,GT-Power,FIRE等.其模型幾乎涵蓋了柴油機燃燒模型中的全部模型.在燃燒模擬中對發(fā)動機性能和排放的研究已取的較大的成果,如生物柴油對燃燒率,滯燃期,燃油噴射,氮氧化合物的排放,CO,PM,HC的排放影響已得出較明確的答案.其中Jonathon Mccrady，Alan Hansen，Chia-fon Lee在對大豆油和油菜籽的研究時，分別對這兩種油作了氣液兩相的分析。在對燃料特性估算時，蒸發(fā)熱的值是從Yuan et al.引用,密度和粘度是從Mccrady et al.處引用,焓則是通過選取某一參考焓來求其絕對焓.燃燒模型為DJ-Jet模型.并得出這兩種油燃燒時汽缸溫度和壓力升高,氮氧化合物排放增加的結(jié)論.Wenqiao Yuan,Alan C.Hansen,Qin Zhang對以大豆油為原料所生產(chǎn)的生物柴油的研究時,臨界溫度和壓力是用LYdersen’s Method,蒸發(fā)熱是從Pitzer Expansion中所得,焓使用Pitzer Acentric-Factor Correlation method,粘度是利用前人的試驗數(shù)據(jù).燃燒模型為KIVA軟件中的動態(tài)三維流體模型(Dukowicz所建立).得出了大豆油比石化柴油較大燃油噴射提前角和較長的燃油噴射時間;在燃燒效率和氮氧化合物的排放方面差不多;在對燃燒進行最優(yōu)化時,大豆生物柴油需要更長的燃油噴射提前角.但對焓和相關(guān)的發(fā)動機數(shù)據(jù)需進行更深一步的研究.
國內(nèi)由于起步較晚,對此尚無明確的政策.對生物燃料的研究種類還不全.整體上對燃料特性的估算還不成熟,多是從試驗中直接測出.國內(nèi)的袁銀南在生物的燃料特性研究中對脂肪酸及酯的部分特性和發(fā)動機性能排放進行了研究,方法為試驗.也有利用一些估算方法的如王錫斌，蔣德明用分子理論方法估算二甲醚的熱物理參數(shù)。對燃燒建模已有一定成果,有相應(yīng)的教材解茂昭所編的內(nèi)燃機燃燒學(xué),蔣德明編的內(nèi)燃機燃燒與排放學(xué).張傳龍在研究地溝油時就對燃燒模型作了系統(tǒng)的比較,及在后面的發(fā)動機性能和排放也得出了較好的結(jié)論.-

2、課題任務(wù)、重點研究內(nèi)容、實現(xiàn)途徑