缸内流场扰动对快速压缩机着火中间物种采样测量影响的数值研究

武颖韬; 饶伯暄; 汤成龙; 黄佐华

西安交通大学学报 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (8) : 60 -68.

武颖韬, 饶伯暄, 汤成龙, 黄佐华

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摘要

针对燃料自燃活性表现出负温度系数(NTC)效应时的快速压缩机缸内流场扰动对物种采样精度影响不明的问题，建立了燃料自燃过程物种采样的数值模型，通过控制活塞缝隙容积在燃烧缸内产生了不同强度的气流扰动，探究了NTC及气流扰动共同作用对正丁烷混合气自燃过程物种采样精度的影响规律。研究结果表明：受燃料NTC效应的影响，两种典型的物种采样方法均出现了反向稀释现象，即燃料的采样浓度偏低，中间产物的采样浓度偏高。反向稀释与采样方法的系统误差产生抵消，导致NTC区域内物种采样精度受气流扰动的敏感性降低。抑制燃烧缸内的气流扰动有利于提高采样精度，然而在绝对无扰动的流场下，整体冻结法的采样误差受热边界层作用反而会略微提高。该研究为燃料自燃过程中物种采样实验的设计及数据不确定性分析提供了有价值的参考。