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专利号: 2020113722548
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种内燃机替代燃料二甲醚燃烧反应机理模型的简化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:根据二甲醚的详细反应机理模型,通过采用直接关系图法,对所述详细反应机理模型中的非重要反应进行删除,得到二甲醚燃料反应的的一级骨架机理模型;

步骤二:根据步骤一得到的一级骨架机理模型,通过采用直接关系图辅助得到的敏感性分析法再进行简化,判断其敏感性,删除敏感性性差的反应式,获得二甲醚的二级骨架机理模型;

步骤三:根据步骤二得到的二级骨架机理模型,再通过同分异构法进一步的简化,获得二甲醚的三级骨架机理模型;

步骤四:根据步骤三得到的三级骨架机理模型,通过计算奇异摄动法进一步的进行简化,获得二甲醚的四级骨架机理模型;

步骤五:根据步骤四得到的四级骨架机理模型,通过扩散物种捆绑法再进一步的进行简化,获得二甲醚燃料最终的简化反应机理模型;

步骤六:把所获得的二甲醚燃料最终的简化反应机理模型和二甲醚的详细反应机理模型分别导入到Chemkin软件中的零维均质燃烧器燃烧过程进行模拟,在Chemkin软件中设定条件为当量比为Phi=0.5~1.5,温度为700K~1600K,压力为1atm~50atm,分别获得二甲醚最终的简化反应机理模型和详细反应机理模型在设定条件下的层流火焰、点火延迟时间数据;

步骤七:根据得到二甲醚最终的简化反应机理模型和详细反应机理模型在设定条件下的层流火焰、点火延迟时间数据,对数据进行作图对比,检查数据图形所呈现出来的趋势是相同的,误差是否在10%内,如果是,所获得的二甲醚的简化反应机理模型是可取的,如果不是,则回到步骤一,调整阙值,检查步骤,再重复一次所有步骤。

2.根据权利要求1所述的燃烧反应机理模型的简化方法,其特征在于:步骤一中所述的直接关系图法的具体内容和步骤为:确定好可接受的误差,设置阈值,将二甲醚、O2和N2设置为起始物质;取当量比为Phi=

0.5~1.5,温度为700K~1600K,压力为1atm~50atm,通过直接关系图法确定两组分之间的耦合程度,通过所述起始物质之间的关系来判断中间产物与起始物质的耦合关系,最后去除非耦合组分,进而获得二甲醚的一级骨架机理模型。

3.根据权利要求1所述的燃烧反应机理模型的简化方法,其特征在于:步骤二所述的直接关系图辅助得到的敏感性分析法的具体内容和步骤为:利用步骤一获得二甲醚的一级骨架机理模型,二甲醚的一级骨架机理模型在条件为当量比为Phi=0.5~1.5,温度为700K~1600K,压力为1atm~50atm下,利用敏感性分析法进行简化,去除敏感性较差的反应,从而获得二甲醚的二级骨架机理模型。

4.根据权利要求1所述的燃烧反应机理模型的简化方法,其特征在于:步骤三所述的同分异构法的具体内容和步骤为:利用步骤二获得二甲醚的二级骨架机理模型,在Chemkin软件中设定条件为当量比为Phi=0.5~1.5,温度为700K~1600K,压力为1atm~50atm,选用同分异构法进行简化,从而获得二甲醚的三级骨架机理模型。

5.根据权利要求1所述的燃烧反应机理模型的简化方法,其特征在于:步骤四所述的计算奇异摄动法的具体内容和步骤为:利用步骤三获得二甲醚的三级骨架机理模型,在条件为初始温度为700~1600K,压力为1~50atm,当量比为0.5~1.5下;在CHEMIKIN中读取简化后的机理基元反应的化学计量系数和阿伦尼乌斯系数,生成Excel文档保存到简化程序所在文件夹中;然后再与matlab进行结合,获得二甲醚燃料的四级骨架机理模型。

6.根据权利要求1所述的燃烧反应机理模型的简化方法,其特征在于:步骤五所述的扩散物种捆绑法的具体内容和步骤为:利用步骤四获得二甲醚的四级骨架机理模型,在条件为温度为700~1600K,压力为1~

50atm,当量比为0.5~1.5下,使用扩散物种捆绑法进行简化,删除不必要的反应,获得简化机理模型为18种组分、116种反应式的获得二甲醚燃料最终的简化机理模型。

7.根据权利要求1所述的燃烧反应机理模型的简化方法,其特征在于:步骤六的具体内容和步骤为:第一步:把二甲醚燃烧的简化机理模型文件导入到Chemkin的反应器中;

第二步:设置条件:温度为700~1600K,压力为1~50atm,当量比为0.5~1.5,在CHEMKIN中运行得到的层流火焰、点火延迟execl表格数据;

第三步:把二甲醚的详细的机理文件导入到CHEMKIN的反应软件中;

第四步:设置条件:温度为700~1600K,压力为1~50atm,当量比为0.5~1.5,在CHEMKIN中运行得到的层流火焰、点火延迟execl表格数据。