2012年甲烷HCCI燃烧简化机理研究与关键反应分析

本文主要探讨了甲烷在HCCI（稀薄燃烧模式）条件下的燃烧反应机理简化方法。研究人员针对GRI-MECH 3.0机理进行了深入分析，该机理最初包含了众多复杂的化学反应步骤和成分。通过对系统温度变化以及主要中间产物生成率的细致观察，通过敏感度分析这一工具，他们识别出了关键的反应路径和步骤，这有助于减少模型的复杂性。 经过简化后，最终得到一个由25种组分和36个反应构成的简化机理。这个简化版的机理特别适用于天然气HCCI燃烧过程的研究，尤其是在着火阶段的模拟。研究结果表明，简化后的机理在预测着火点时能与详细的机理保持良好的一致性。这意味着即使在宽泛的工况变动范围，如初始压力、温度、转速、压缩比和空燃比的变化下，简化机理仍然能够提供与详细机理相当的精度。 此外，简化过程不仅提升了计算效率，还揭示了着火延迟期中的关键反应。这些关键反应对于理解HCCI燃烧的初期动力学行为至关重要，它们控制着燃料的点燃和燃烧过程的启动。这项工作对于优化HCCI发动机的设计，提升燃烧效率，减少排放，以及深入理解天然气在HCCI燃烧条件下的燃烧行为具有重要意义。 这篇文章的核心贡献是提供了一个针对甲烷HCCI燃烧的简化机理，它在保持高效计算的同时，确保了燃烧过程的重要物理特性得到准确描述。这对于推动HCCI燃烧技术在实际应用中的发展具有显著价值。