正丁醇柴油混合燃料喷雾特性的数值模拟与试验研究任务书.docx

正丁醇柴油混合燃料喷雾特性的数值模拟与试验研究任务书
任务题目：正丁醇柴油混合燃料喷雾特性的数值模拟与试验研究
一、背景介绍
随着全球能源需求的不断增长和环保要求的提高，对于高效可再生的清洁能源的需求越发迫切。在这个过程中，绿色燃料的使用变得越来越重要。
正丁醇作为一种绿色燃料，其可再生和环保特征受到广泛关注。然而，正丁醇在实际应用中面临许多问题，如油品改性、加注问题和燃烧问题等。另一方面，柴油作为一种高能量密度燃料和高效率形式的能源，其特有的燃烧方式可以提供高效的热效率和较低的排放。
因此，混合正丁醇和柴油以获得双重优势是一个值得研究的方向。然而，混合燃料的物理和化学特性会受到很多因素的影响，如混合比、喷雾特性和燃烧性能等。因此，为了理解正丁醇柴油混合燃料的喷雾特性及其对燃烧性能的影响，数值模拟和实验研究是必要的。
二、研究目的
本研究旨在探究正丁醇柴油混合燃料在喷雾过程中的特性和对燃烧性能的影响，主要包括以下几点：
1.利用数值模拟方法模拟正丁醇柴油混合燃料喷雾过程，分析不同混合比、喷油压力和喷嘴形式对喷雾特性的影响。
2.通过实验研究，测量正丁醇柴油混合燃料在不同喷雾条件下的喷雾特性，比较实验结果与数值模拟结果的一致性。
3.研究正丁醇柴油混合燃料的燃烧性能，探究混合比、燃料喷射参数和空气-燃料比对燃烧质量和排放的影响。
三、研究内容和步骤
1.文献综述
通过查阅相关文献，了解正丁醇和柴油的特性、混合燃料的燃烧机理，以及数值模拟和实验研究方法等方面的知识。
2.数值模拟
基于ANSYSFluent软件，建立正丁醇柴油混合燃料喷雾模型，考虑喷嘴、喷油压力、喷雾角度、混合比等因素对喷雾特性的影响。模拟喷雾对喷雾锥角、液滴径向分布、液滴数量和速度分布等参数进行分析。
3.实验研究
搭建正丁醇柴油混合燃料的实验台，采集正丁醇柴油混合燃料在不同喷雾条件下的喷雾图像，通过分析图像中的液滴数量、液滴直径和速度分布等参数，比较实验结果与数值模拟结果的一致性。
4.燃烧性能实验
采用“柴油机两阶段法”测试正丁醇柴油混合燃料的燃烧性能，测量燃烧室温度、排气CO、HC和NOx排放等参数，并分析混合比、燃料喷射参数和空气-燃料比对燃烧质量和排放的影响。
5.结果分析和归纳
从数值模拟和实验研究中获得的数据分析，探究正丁醇柴油混合燃料在不同喷雾条件、混合比和燃烧参数下的喷雾特性和燃烧性能，总结得出正丁醇柴油混合燃料的优化条件和应用前景。
四、研究意义
1.通过数值模拟和实验研究，深入了解正丁醇柴油混合燃料的喷雾特性和燃烧性能，为绿色燃料的推广应用提供支持。
2.建立正丁醇柴油混合燃料喷雾模型和实验台，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
3.比较数值模拟和实验研究结果的一致性，提高数值模拟的可靠性，为混合燃料的优化设计提供理论依据。
4.通过研究混合燃料的成分、喷雾特性和燃烧性能，为混合燃料的应用和优化提供经验和指导。
五、参考文献
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