【摘要】：日趨嚴(yán)格的海上船舶主機(jī)排放法規(guī)使天然氣發(fā)動機(jī)技術(shù)開始得到越來越多的關(guān)注,其中采用Otto循環(huán)的預(yù)混稀燃雙燃料船用主機(jī)在控制排放方面優(yōu)勢明顯,但是隨著發(fā)動機(jī)強(qiáng)化程度的不斷提高,預(yù)混合氣早燃、爆燃等異常燃燒現(xiàn)象出現(xiàn)頻率增加。已有研究顯示氣缸潤滑油自燃是早燃的主要原因之一。此外,燃燒室高溫表面對預(yù)混合氣的加熱效應(yīng)增加了低溫化學(xué)反應(yīng)放熱量和中間活性產(chǎn)物的積累,這在一定程度上會促進(jìn)預(yù)混合氣早燃。本文對燃燒室高溫?zé)岜砻鏈囟确植继匦约捌鋵︻A(yù)混合天然氣傳熱的影響,誘發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生早燃的過程進(jìn)行研究。論文首先使用流固耦合方法對燃燒室關(guān)鍵零部件進(jìn)行熱負(fù)荷分析,然后使用數(shù)值仿真軟件Converge耦合簡化反應(yīng)機(jī)理的方式模擬天然氣雙燃料發(fā)動機(jī)的燃燒過程。論文主要工作具體分為以下幾部分:(1)介紹低速二沖程機(jī)組合活塞冷卻油路,使用AVL FIRE劃分動網(wǎng)格并進(jìn)行振蕩冷卻CFD計(jì)算,基于活塞往復(fù)運(yùn)動和伸縮套管拉伸及壓縮作用的特點(diǎn),闡釋活塞振蕩冷卻機(jī)理;(2)建立活塞頭有限元分析模型,確定活塞頂面燃?xì)鈧?cè)、內(nèi)冷油腔壁面及側(cè)面的熱邊界條件,其中頂面和內(nèi)冷油腔壁面的熱邊界條件分別通過三維CFD缸內(nèi)工作過程全循環(huán)計(jì)算和振蕩冷卻計(jì)算后映射得到。編寫APDL命令流,使用有限元軟件ANSYS對純柴油機(jī)和雙燃料機(jī)活塞頭進(jìn)行熱分析;(3)依據(jù)氣門開/閉兩工況、氣門桿部與氣門導(dǎo)管、氣門錐面與氣門座的相對位置,對排氣門表面進(jìn)行分區(qū),并逐一確定氣門落座和開啟時各區(qū)域的熱邊界條件,然后編寫APDL命令流,使用有限元軟件ANSYS對純柴油機(jī)和雙燃料機(jī)排氣門進(jìn)行循環(huán)瞬態(tài)熱分析,待各特征節(jié)點(diǎn)處溫度穩(wěn)定后分析了排氣門溫度場;(4)通過簡化假設(shè),使用一維平板導(dǎo)熱公式計(jì)算了活塞頂和氣閥底含0.1mm厚度積碳時積碳表面的平均溫度,然后使用Converge軟件耦合甲烷-正庚烷簡化機(jī)理模擬了兩種壁溫下的雙燃料機(jī)壓縮和燃燒過程,探究燃燒室零部件表面高溫對預(yù)混合天然氣傳熱的影響。
【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】：2019
【分類號】：U664.1

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本文編號：2697371