本文關鍵詞：大型天然氣發(fā)動機工作循環(huán)數(shù)值模擬分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：采用預混合稀薄燃燒技術的大型天然氣發(fā)動機無需加裝排放后處理裝置就能滿足國際海事組織(IMO) Tier3排放法規(guī)要求。而且由于天然氣價格低、資源豐富,大型天然氣發(fā)動機的運行成本也比傳統(tǒng)柴油機大大降低。因此,大型天然氣發(fā)動機是舉世公認的綠色節(jié)能動力裝置,相關研究是世界大型發(fā)動機界的熱門研究課題。 論文針對某型號大型天然氣發(fā)動機整機性能開展工作循環(huán)一維數(shù)值模擬研究,根據(jù)大型天然氣發(fā)動機的特點,進行了燃燒系統(tǒng)設計、燃料供給策略及進氣定時策略設計、渦輪增壓器匹配等研究。通過模擬計算預測不同方案中氣體燃料發(fā)動機在標定工況及其他工況下的基本性能,并將標定工況的動力性與經(jīng)濟性數(shù)據(jù)與其原柴油機-某型號船用柴油機進行比較,分析重要運行參數(shù)變化的原因以及驗證大型天然氣發(fā)動機的動力性是否滿足使用要求。同時,根據(jù)計算得到的標定工況和不同負荷下的天然氣發(fā)動機的進氣流量、渦輪增壓器的壓比等參數(shù),對渦輪增壓器進行選型與驗證。此外,在氣體燃料發(fā)動機標定工況下應用Miller循環(huán),比較應用Miller循環(huán)前后發(fā)動機的運行參數(shù)的變化,探討Miller循環(huán)對于氣體燃料主機排放和有效熱效率的影響。 整機工作過程模擬計算結果表明,所設計的大型天然氣發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性與其原柴油機相當,天然氣發(fā)動機可以與原柴油機所使用的渦輪增壓器良好匹配,應用Miller循環(huán)可以有效的降低天然氣發(fā)動機氣缸內(nèi)的溫度。
【關鍵詞】：天然氣 大型發(fā)動機 工作過程 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TK432
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-24
• 1.1 引言9-12
• 1.2 天然氣的重要戰(zhàn)略地位及其性質12-14
• 1.2.1 天然氣的重要戰(zhàn)略地位12
• 1.2.2 天然氣的性質12-14
• 1.3 國內(nèi)外天然氣發(fā)動機的發(fā)展狀況14-17
• 1.3.1 天然氣發(fā)動機的發(fā)展歷程14
• 1.3.2 天然氣發(fā)動機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 天然氣發(fā)動機在船舶上的應用狀況16-17
• 1.4 天然氣發(fā)動機的類型及其應用技術簡介17-23
• 1.4.1 雙燃料發(fā)動機17-19
• 1.4.2 單一氣體燃料發(fā)動機19-22
• 1.4.3 Miller循環(huán)在大功率天然氣發(fā)動機上的應用22-23
• 1.5 本文的研究目的及主要研究內(nèi)容23-24
• 1.5.1 研究對象及研究目的23
• 1.5.2 研究內(nèi)容23-24
• 2 發(fā)動機工作過程模擬計算理論背景24-31
• 2.1 氣缸模型24-29
• 2.1.1 氣缸做功的計算24-25
• 2.1.2 氣缸燃燒模型25-28
• 2.1.3 氣缸傳熱模型28-29
• 2.2 管道計算模型29
• 2.3 渦輪增壓器計算模型29-30
• 2.4 本章小結30-31
• 3 工作過程計算模型的建立31-46
• 3.1 預燃室火花點火天然氣發(fā)動機31-39
• 3.1.1 燃燒系統(tǒng)的選擇31-32
• 3.1.2 燃料供給方式的確定32-33
• 3.1.3 點火方式的選擇33-34
• 3.1.4 負荷控制方式34
• 3.1.5 計算模型的建立34-35
• 3.1.6 重要參數(shù)的設定35-37
• 3.1.7 不同負荷計算模型參數(shù)的設定37-38
• 3.1.8 Miller循環(huán)方式的選擇38-39
• 3.2 燃氣缸外噴射預混合燃燒(Otto循環(huán))雙燃料發(fā)動機39-42
• 3.2.1 燃燒系統(tǒng)的選擇39-40
• 3.2.2 燃料供給方式的選擇40-41
• 3.2.3 負荷控制方式41
• 3.2.4 計算模型的建立41
• 3.2.5 不同負荷計算模型參數(shù)的設定41-42
• 3.2.6 Miller循環(huán)方式的選擇42
• 3.3 燃氣高壓噴射擴散燃燒(Diesel循環(huán))雙燃料發(fā)動機42-45
• 3.3.1 燃燒系統(tǒng)與燃料供給方式的選擇42-44
• 3.3.2 負荷控制方式44
• 3.3.4 計算模型的建立44
• 3.3.5 不同負荷計算模型參數(shù)的設定44
• 3.3.6 Miller循環(huán)方式的選擇44-45
• 3.4 本章小結45-46
• 4 計算結果分析46-63
• 4.1 預燃室火花點火天然氣發(fā)動機46-53
• 4.1.1 標定工況下的計算結果46-47
• 4.1.2 不同負荷的計算結果47-49
• 4.1.3 渦輪增壓器的匹配情況49-50
• 4.1.4 Miller循環(huán)對缸內(nèi)溫度的影響50-52
• 4.1.5 Miller循環(huán)對經(jīng)濟性的影響52
• 4.1.6 Miller循環(huán)對于渦輪增壓器的要求52-53
• 4.2 燃氣缸外噴射預混合燃燒(Otto循環(huán))雙燃料發(fā)動機53-58
• 4.2.1 標定工況下的計算結果53-54
• 4.2.2 渦輪增壓器的匹配情況54-55
• 4.2.3 Miller循環(huán)對氣缸有效壓縮比的影響55
• 4.2.4 Miller循環(huán)對缸內(nèi)溫度的影響55-57
• 4.2.5 Miller循環(huán)對經(jīng)濟性的影響57
• 4.2.6 Miller循環(huán)對于渦輪增壓器的要求57-58
• 4.3 燃氣高壓噴射擴散燃燒(Diesel循環(huán))雙燃料發(fā)動機58-62
• 4.3.1 標定工況下的計算結果58-59
• 4.3.2 渦輪增壓器的匹配情況59-60
• 4.3.3 Miller循環(huán)對缸內(nèi)溫度的影響60-61
• 4.3.4 Miller循環(huán)對經(jīng)濟性的影響61-62
• 4.3.5 Miller循環(huán)對于渦輪增壓器的要求62
• 4.4 本章小結62-63
• 5 氣體燃料主機開發(fā)總結63-65
• 5.1 三種方案標定工況下的性能比較63-65
• 6 全文總結與展望65-66
• 6.1 全文總結65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻66-69
• 附錄A 有關瞬時放熱率的數(shù)據(jù)處理69-72
• 致謝72-73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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4 時志剛;馮明志;高荃;;我國船舶柴油機發(fā)展展望[J];柴油機;2012年01期

5 林在犁;;車用天然氣燃料在我國的應用與發(fā)展[J];內(nèi)燃機;2007年02期

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本文編號：393056