本文關(guān)鍵詞：大缸徑天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染與能源危機(jī),天然氣作為汽車(chē)替代燃料具有較大的優(yōu)勢(shì),因此,天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)與研究受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。深入研究天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程與燃燒機(jī)理對(duì)于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義,對(duì)提升整體天然氣燃燒理論具有重要理論意義。 試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬是研究天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的兩種有效手段,而數(shù)值模擬研究時(shí)間短、成本低、改型簡(jiǎn)便且能夠提供更多的燃燒微觀信息,故本文采用數(shù)值模擬的方法對(duì)某天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程進(jìn)行了深入研究分析。 本文通過(guò)將甲烷的簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)理耦合到CFD軟件中,模擬了某大缸徑天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程,并對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,所選模型適合對(duì)此天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行模擬分析。通過(guò)對(duì)此天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)主燃燒室內(nèi)溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、火焰?zhèn)鞑ゼ叭紵虚g產(chǎn)物的詳細(xì)分析后得出：將主燃燒室與預(yù)燃燒室相連的八個(gè)圓管,能將從預(yù)燃室中產(chǎn)生的火焰高速射入主燃燒室中,火焰從圓管中噴射出后,沿各自方向快速向主燃燒室擴(kuò)散,但由于缸內(nèi)渦流處于較低水平,導(dǎo)致少量天然氣滯后燃燒。 基于建立的簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)理,本文設(shè)計(jì)了6種不同的預(yù)燃室結(jié)構(gòu),并與原機(jī)型進(jìn)行了對(duì)比研究,計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng)周向布置較多連接管時(shí),噴出的火焰可能會(huì)產(chǎn)生相互干涉,并不利于火焰在主燃燒室里的傳播；相比周向連接管不同數(shù)量的布置,火焰?zhèn)鞑ニ俾蕦?duì)連接管管徑較為敏感,較大的管徑能擴(kuò)大火焰?zhèn)鞑シ秶?使更多的燃料在同一時(shí)刻燃燒,較小的管徑降低火焰?zhèn)鞑シ秶?使部分燃料拖后燃燒；較適宜的火焰噴射夾角,使火焰在噴射到主燃燒室過(guò)程中受壁面影響較小且能?chē)娚涞酵膭?dòng)能較大區(qū)域,對(duì)火焰的傳播有利,故選取合適的連接管角度,可以有效提高火焰在主燃燒室里的傳播速度。之后,又設(shè)計(jì)了幾種不同的點(diǎn)火時(shí)刻及混合氣濃度的工況,并與原機(jī)型進(jìn)行了對(duì)比研究,計(jì)算結(jié)果表明：適當(dāng)增大點(diǎn)火提前角能夠減少后燃,火焰能夠在主燃燒室里充分傳播；混合氣較稀能夠減少排放物生成量,但混合氣過(guò)稀,會(huì)導(dǎo)致主燃燒室里火焰?zhèn)鞑ニ俣容^慢,部分燃料拖后燃燒,混合氣較濃,燃料燃燒迅速,缸內(nèi)壓力急劇增大,容易發(fā)生爆震,而且會(huì)導(dǎo)致NOx排放大幅增大
【關(guān)鍵詞】：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī) 數(shù)值模擬 預(yù)燃室 化學(xué)動(dòng)力學(xué) 燃燒過(guò)程
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TK431
【目錄】：

• 目錄4-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 主要符號(hào)說(shuō)明10-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 火花點(diǎn)燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)14-18
• 1.2.1 按照燃料的使用情況分類(lèi)14
• 1.2.2 按供氣方式分類(lèi)14-15
• 1.2.3 按照空燃比范圍分類(lèi)15-16
• 1.2.4 按照燃燒室形狀分類(lèi)16-18
• 1.3 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程模擬研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 本文主要內(nèi)容及研究方法19-21
• 第二章 缸內(nèi)多維數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)21-28
• 2.1 湍流模型21-23
• 2.1.1 基本控制方程21-22
• 2.1.2 湍流模型22-23
• 2.2 燃燒模型23-27
• 2.2.1 零維模型及準(zhǔn)維模型23-24
• 2.2.2 湍流燃燒模型24-26
• 2.2.3 化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型26-27
• 2.3 排放模型27-28
• 第三章 計(jì)算模型的建立和試驗(yàn)驗(yàn)證28-43
• 3.1 缸內(nèi)工作過(guò)程的數(shù)值計(jì)算28-30
• 3.1.1 計(jì)算對(duì)象28-29
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分29
• 3.1.3 初始條件及邊界條件29-30
• 3.1.4 子模型的選取30
• 3.2 模型可行性驗(yàn)證30-31
• 3.3 計(jì)算結(jié)果與分析31-43
• 3.3.1 主燃燒室燃燒過(guò)程分析31-39
• 3.3.2 預(yù)燃燒室流動(dòng)及燃燒過(guò)程分析39-43
• 第四章 點(diǎn)燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程模擬計(jì)算43-62
• 4.1 不同預(yù)燃室結(jié)構(gòu)對(duì)燃燒過(guò)程的影響43-56
• 4.1.1 不同連接管數(shù)量對(duì)燃燒過(guò)程的影響43-48
• 4.1.2 不同連接管直徑對(duì)燃燒過(guò)程的影響48-52
• 4.1.3 不同連接管分布角度對(duì)燃燒過(guò)程的影響52-56
• 4.2 不同點(diǎn)火提前角對(duì)燃燒過(guò)程的影響56-59
• 4.3 不同混合氣濃度對(duì)燃燒過(guò)程的影響59-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文69-70
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：432607