隨著各國對船機發(fā)動機排放問題的日益重視,船機開始面臨越來越嚴格的排放法規(guī)限制。研究表明,目前應(yīng)用于船機上最具潛能的氮氧化物減排技術(shù)路線是燃用柴油-天然氣的雙燃料技術(shù)。對于低速二沖程發(fā)動機來說,根據(jù)天然氣噴入時刻不同,可以將雙燃料發(fā)動機分為天然氣高壓噴射和低壓噴射兩類,二者各有優(yōu)缺點。其中低壓噴射天然氣發(fā)動機具有更好的排放性能,但是受制于稀燃和爆震界限其經(jīng)濟性和動力性略低于前者。國內(nèi)外大量研究表明預(yù)燃室系統(tǒng)能有效拓展稀燃和爆震界限,但是這些研究大多基于中小型中高速發(fā)動機,而在大缸徑低速船機中,預(yù)燃室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身以及其對主燃燒室燃燒的作用機制和影響趨勢還有待進一步探索。因此本文采用數(shù)值模擬的方法,系統(tǒng)的針對預(yù)燃室系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)之一的預(yù)燃室通孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響,以及對預(yù)燃室內(nèi)部燃燒對主燃燒室燃燒特性的影響趨勢做了探索。本文首先建立了一臺大型低速二沖程船用柴油機改裝的天然氣發(fā)動機的三維CFD模型,并對選用的多種子模型進行了適應(yīng)性分析,最終完成了整個模型的標(biāo)定和驗證。隨后結(jié)合國內(nèi)外針對各種機型預(yù)燃室系統(tǒng)的研究,總結(jié)出參數(shù)設(shè)計的規(guī)律,并根據(jù)相關(guān)設(shè)計準(zhǔn)則設(shè)計了多種不同通孔結(jié)構(gòu)的預(yù)燃室系統(tǒng)方案,計算比較...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
字母注釋表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 船用發(fā)動機降低氮氧化物的技術(shù)路線
        1.2.1 前處理
        1.2.2 缸內(nèi)凈化
        1.2.3 后處理
        1.2.4 各種技術(shù)路線對氮氧化物減排潛力的分析
    1.3 天然氣在低速船機上的應(yīng)用
        1.3.1 天然氣高壓噴射發(fā)動機工作過程
        1.3.2 天然氣低壓噴射發(fā)動機工作過程
    1.4 兩種天然氣引入方式發(fā)動機的性能比較
        1.4.1 排放性能的比較
        1.4.2 經(jīng)濟性能的比較
        1.4.3 低壓噴射天然氣發(fā)動機面臨的問題
        1.4.4 預(yù)燃室系統(tǒng)對拓展燃燒界限的作用及其設(shè)計參數(shù)
    1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 數(shù)值計算模型及研究方法
    2.1 仿真子模型選擇
        2.1.1 湍流及耗散模型
        2.1.2 噴霧破碎模型
        2.1.3 燃燒反應(yīng)模型
        2.1.4 氮氧化物排放模型
    2.2 燃燒反應(yīng)模型的適應(yīng)性分析
        2.2.1 RCCI燃燒過程的模型描述
        2.2.2 火焰面模式
        2.2.3 加入G-方程對燃燒特性的影響
    2.3 船機模型的建立和驗證
    2.4 本章小結(jié)
第三章 預(yù)燃室通孔結(jié)構(gòu)對缸內(nèi)燃燒的影響
    3.1 預(yù)燃室通孔縱截面角度的影響
        3.1.1 對流動的影響
        3.1.2 對火焰射流發(fā)展的影響
        3.1.3 對NO_x排放生成的影響
    3.2 預(yù)燃室通孔橫截面角度的影響
        3.2.1 對流場的影響
        3.2.2 對燃燒和排放的影響
    3.3 縮口型通孔的影響研究
        3.3.1 對預(yù)燃室內(nèi)流場的影響
        3.3.2 對火焰射流及缸內(nèi)燃燒的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 預(yù)燃室內(nèi)燃燒控制策略的影響
    4.1 噴油策略對預(yù)燃室內(nèi)燃燒的影響規(guī)律
        4.1.1 兩次噴射對預(yù)燃室內(nèi)分層燃燒的影響
        4.1.2 噴油角度對預(yù)燃室內(nèi)燃燒的影響
    4.2 引入EGR對預(yù)燃室及燃燒的影響規(guī)律
        4.2.1 從主燃室內(nèi)引入EGR
        4.2.2 僅在預(yù)燃室內(nèi)引入EGR
    4.3 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)及展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3794635