本文關鍵詞：氣體燃料船用主機預燃室加濃噴射過程研究

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【摘要】：氣體燃料船用主機是新一代綠色船舶動力,其與傳統(tǒng)柴油機相比在經(jīng)濟性和排放性能方面具有絕對優(yōu)勢,因而近年來發(fā)展迅猛。為了提高平均有效壓力,減少氮氧化物(NOx)排放并避免爆燃,純氣體燃料船用主機需要采用稀薄燃燒方式。而實現(xiàn)高效稀薄燃燒的關鍵問題是如何提高點火能量。采用預燃室加濃提高湍流激擾程度、保證可靠點火并形成火焰激擾源是提高點火能量的一種有效措施；因此,預燃室內(nèi)形成的高質(zhì)量加濃混合氣是實現(xiàn)高效稀薄燃燒的技術基礎。為了探究加濃過程中預燃室內(nèi)流場分布規(guī)律,進而理解加濃噴射混合氣質(zhì)量控制規(guī)律,本文針對某型號氣體燃料大型船用主機的預燃室加濃噴射過程進行了探索研究。 論文在總結流體速度場測試方法的基礎上,提出了采用粒子圖像測速(PIV)方法對預燃室加濃流場進行測定,完成了實驗系統(tǒng)的開發(fā)及實驗方案的設計。為對實驗結果進行補充,本文結合相似原理及理論,利用三維CFD軟件STAR-CD對加濃過程中預燃室內(nèi)流場進行了數(shù)值模擬。對加濃過程預燃室內(nèi)流場分布規(guī)律的定性分析結果表明：在原機預燃室中(加濃噴射角度為7°),中心射流貫穿距離較大,能夠形成預燃室滾流；這對預燃室內(nèi)的燃空分布會產(chǎn)生重要影響。 為了明確加濃噴射角度對預燃室流場分布的影響規(guī)律,論文還對5°、9°、11°三種加濃噴射角度條件下預燃室內(nèi)的流場情況進行了實驗測試與分析。結果表明：加濃噴射角度為5°和9°時預燃室流場的分布與7°時并無明顯差別；在加濃噴射角度為11°時預燃室內(nèi)流場在中心射流的兩側均產(chǎn)生渦旋,從而推測場內(nèi)的湍流度增大。不同加濃噴射角度下實驗研究為預燃室加濃系統(tǒng)的優(yōu)化設計提供了有力的依據(jù)和指導。
【關鍵詞】：氣體燃料船用主機 預燃室 流場 PIV 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】：2014
【分類號】：U664.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-21
• 1.1 課題背景8-11
• 1.2 大功率氣體燃料發(fā)動機現(xiàn)有機型簡介11-13
• 1.3 氣體燃料大型船用主機研究現(xiàn)狀13-19
• 1.4 研究內(nèi)容與方法19-21
• 2 PIV原理及其實驗裝置簡介21-43
• 2.1 內(nèi)燃機缸內(nèi)流場測試的意義21-22
• 2.2 速度場測試方法總結22-28
• 2.2.1 熱線風速儀法23-24
• 2.2.2 激光多普勒測速(LDA/LDV)24-26
• 2.2.3 粒子圖像測速法(PIV)26-28
• 2.3 PIV實驗裝置介紹28-42
• 2.3.1 模型系統(tǒng)29-35
• 2.3.2 測試及輔助系統(tǒng)35-42
• 2.4 本章小結42-43
• 3 預燃室流場實驗探究43-57
• 3.1 相似原理43-44
• 3.2 PIV實驗44-51
• 3.2.1 實驗條件44-45
• 3.2.2 實驗結果45-51
• 3.3 數(shù)值模擬51-56
• 3.3.1 STAR-CD簡介51
• 3.3.2 控制方程51-53
• 3.3.3 計算模型與模擬結果53-56
• 3.4 本章小結56-57
• 4 不同加濃噴射角度下預燃室流場測試與分析57-64
• 4.1 加濃噴射角度為11°時的預燃室流場57-59
• 4.2 加濃噴射角度為9°時的預燃室流場59-61
• 4.3 加濃噴射角度為5°時的預燃室流場61-63
• 4.4 本章小結63-64
• 5 全文總結與展望64-66
• 5.1 結論64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 附錄A 論文部分圖中用到的原始圖片70-75
• 致謝75-76

【參考文獻】

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本文編號：1070465