本文關(guān)鍵詞：直噴式柴油機(jī)渦流室燃燒系統(tǒng)的燃燒模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 發(fā)動機(jī)的排放污染問題正日益受到世界各國的重視，如何降低發(fā)動機(jī)排放物對環(huán)境的危害已成為國內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)工作者的焦點(diǎn)。渦流室式柴油機(jī)由于其燃燒系統(tǒng)特有的低排放、低噪音、高速適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，，因此在滿足排放要求方面，具有一定的優(yōu)越性。但與直噴式柴油機(jī)相比，也存在燃油消耗率高、起動困難等缺點(diǎn)。如果能結(jié)合渦流室式柴油機(jī)和直噴式柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，研究出一種兼?zhèn)鋭恿π詮?qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好及排放低的直噴式柴油機(jī)渦流室燃燒系統(tǒng)，將具有十分重要的意義。本文主要研究如何利用渦流室燃燒系統(tǒng)的強(qiáng)渦流，使其應(yīng)用于直噴式柴油機(jī)中，從而獲得快速均勻的混合氣來改善柴油機(jī)燃燒過程。 控制柴油機(jī)燃燒過程的首要因素是混合氣形成，而混合氣形成又取決于噴霧特性、噴油規(guī)律、氣缸內(nèi)空氣渦流運(yùn)動和燃燒室形狀等。本文借助于FIRE軟件，對這種直噴式柴油機(jī)渦流室燃燒系統(tǒng)的壓縮、燃燒、膨脹過程進(jìn)行模擬，考察噴油提前角、渦流室形狀、噴油持續(xù)期等因素對混合氣形成、燃燒過程以及柴油機(jī)尾氣中的主要排放物NO_x和碳煙的影響。對于噴霧過程，主要通過油滴在氣缸中的三維速度矢量圖來分析油滴的運(yùn)動，由缸內(nèi)的燃油當(dāng)量比圖分析燃油的分布情況。對于燃燒過程，主要通過對不同燃燒室形狀和不同噴油提前角下的濃度場、溫度場、壓力場和速度場分析來評價，并結(jié)合燃燒放熱率和燃燒累積放熱量來分析燃燒的是否充分，結(jié)合NO_x和碳煙質(zhì)量分?jǐn)?shù)曲線分析燃燒的排放情況。 結(jié)果表明：通過模擬與實(shí)驗(yàn)比較，驗(yàn)證了用由FIRE軟件建立的質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程、化學(xué)組分守恒的數(shù)學(xué)模型是有效的；對比分析渦流室式燃燒室和普通燃燒室，由燃燒放熱率曲線和累積放熱量曲線可知，渦流室式燃燒室具有燃油預(yù)混合快和擴(kuò)散燃燒快的特點(diǎn)。由NO_x和碳煙排放曲線可知，直噴渦流室燃燒系統(tǒng)的碳煙排放明顯好很多，但NO_x排放較高；延長噴油持續(xù)期可以合理分配預(yù)混合燃燒和擴(kuò)散燃燒的燃油量，在一定程度上達(dá)到降低NO_x的目的；改變噴孔夾角大小可以合理分配主燃燒室和渦流室的燃油量，在一定程度上降低了NO_x的排放。
【關(guān)鍵詞】：直噴柴油機(jī) 渦流室 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TK421
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 渦流室式柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)的研究發(fā)展現(xiàn)狀8-12
• 1.2 計算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 零維模型12
• 1.2.2 準(zhǔn)維模型12-13
• 1.2.3 多維模型13-14
• 1.3 主要的CFD軟件14-15
• 1.4 論文的研究內(nèi)容15-17
• 2 數(shù)值模擬17-27
• 2.1 基本控制方程17-18
• 2.2 噴霧模塊18-22
• 2.2.1 湍流擴(kuò)散模型18-19
• 2.2.2 破碎模型19-20
• 2.2.3 碰壁模型20-22
• 2.3 燃燒模塊22-26
• 2.3.1 著火模型22-23
• 2.3.2 湍流控制燃燒模型23-24
• 2.3.3 氮氧化物生成模型24-25
• 2.3.4 碳煙生成模型25-26
• 2.4 數(shù)值求解26-27
• 3 實(shí)驗(yàn)研究27-32
• 3.1 實(shí)驗(yàn)及測試設(shè)備27-29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)燃燒室形狀29-30
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方案30
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果30-32
• 4 燃燒過程仿真及結(jié)果分析32-69
• 4.1 計算網(wǎng)格的建立32-34
• 4.1.1 Pro/E建模32-33
• 4.1.2 FIRE中生成動網(wǎng)格33-34
• 4.2 計算初始條件和邊界條件34-35
• 4.2.1 初始條件34-35
• 4.2.2 邊界條件35
• 4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證35-37
• 4.3.1 示功圖對比35-36
• 4.3.2 基于噴霧可視化裝置的模型驗(yàn)證36-37
• 4.4 渦流室式柴油機(jī)模擬結(jié)果分析37-50
• 4.4.1 氣流運(yùn)動分析37-39
• 4.4.2 噴霧流場的模擬及分析39-44
• 4.4.3 濃度場分布44-45
• 4.4.4 溫度分布45-47
• 4.4.5 排放物濃度分布47-50
• 4.5 噴油提前角對直噴渦流室式柴油機(jī)燃燒的影響50-53
• 4.5.1 噴油提前角對燃燒過程影響概述50-51
• 4.5.2 模擬結(jié)果分析51-53
• 4.6 渦流室式柴油機(jī)與ω直噴柴油機(jī)的比較53-57
• 4.7 通道寬度對燃燒的影響57-63
• 4.7.1 燃燒室形狀的設(shè)計57
• 4.7.2 三種不同形狀燃燒室網(wǎng)格的劃分57-58
• 4.7.3 計算初始參數(shù)及模擬結(jié)果分析58-63
• 4.8 噴油持續(xù)期對燃燒的影響63-66
• 4.9 噴孔夾角對燃燒的影響66-69
• 5 總結(jié)與展望69-71
• 5.1 全文工作總結(jié)69
• 5.2 今后工作展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉紅彬;駱清國;張杰;;大功率柴油機(jī)噴油提前角對缸內(nèi)燃燒過程的影響[J];裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報;2012年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 郭鵬;柴油機(jī)燃用甲醇柴油混合燃料的仿真分析[D];太原理工大學(xué);2011年

2 萬普鵬;進(jìn)氣初始條件對高密度—低溫柴油機(jī)燃燒和排放的影響[D];重慶交通大學(xué);2011年

3 馮文奇;傘狀噴霧在渦流室式柴油機(jī)中的應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2010年

4 朱思巍;JX493柴油機(jī)燃用生物柴油的燃燒分析及試驗(yàn)研究[D];南昌大學(xué);2012年

5 盧正輝;基于燃燒過程優(yōu)化的小型農(nóng)用柴油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)匹配研究[D];廣西大學(xué);2012年

6 石志邁;傘噴渦流室式柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：直噴式柴油機(jī)渦流室燃燒系統(tǒng)的燃燒模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：492382