發(fā)布時間：2021-02-07 20:37

　　利用流體動力學(xué)軟件CONVERGE建立了高壓直噴天然氣船機的三維仿真模型,基于該模型研究了后噴策略對高壓直噴天然氣船機燃燒和排放的影響。結(jié)果表明:隨后噴比例增大,最高燃燒壓力略升高,燃燒持續(xù)期增長;隨著噴射間隔的增大,最高燃燒壓力不變,但后噴燃燒相位推遲,燃燒持續(xù)期增長。與無后噴算例相比,后噴比例增大到10%和20%時,碳煙排放分別降低了7.7%～13.5%和1.5%～11.5%,NOx排放分別升高了12.0%～15.0%和5.0%～7.0%,指示燃油消耗率分別增大了約0.1%和1.0%;而后噴比例為30%時,碳煙排放升高了2.0%～8.0%,NOx排放降低了5.0%～7.7%,指示燃油消耗率增大了約2.3%。 

【文章來源】：內(nèi)燃機工程. 2020,41(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

6 上止點后20°時缸內(nèi)碳煙分布（俯視圖）

圖1 8 上止點后25°時缸內(nèi)碳煙分布（俯視圖）(2）天然氣后噴對燃燒后期溫度和當量比影響規(guī)律表明，在15°曲軸轉(zhuǎn)角時，噴射間隔變化對當量比和溫度分布幾乎沒有影響；隨后噴比例增大，當量比分布濃區(qū)和適合燃燒的當量比區(qū)域減小，缸內(nèi)高溫區(qū)域減小。在20°曲軸轉(zhuǎn)角時，隨噴射間隔增大，后噴燃料更晚進入氣缸，氣缸中心高溫區(qū)減少；隨后噴比例增大，主噴階段天然氣減少，四周缸壁處的高溫區(qū)減小，但后噴燃料更早進入氣缸，氣缸中心高溫區(qū)增大。

基于3D CFD軟件CONVERGE建立仿真模型[21]。初始條件、邊界條件及噴射參數(shù)根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和先前驗證的一維仿真模型參數(shù)設(shè)置[20,22]。模擬過程中使用的湍流、噴霧、破碎、撞壁和排放等子模型見表2。CONVERGE中沒有加入氣體噴射模型，本研究中借鑒文獻[23]的方法，采用INFLOW邊界定義天然氣噴射。采用SAGE燃燒模型，該模型需要耦合化學(xué)動力學(xué)機理。本研究中采用正庚烷代表柴油，用甲烷代表天然氣，形成了包含109種組分和334步反應(yīng)的簡化機理用于模擬雙燃料燃燒，該機理在之前研究中已充分驗證[24]。更復(fù)雜的燃料替代物機理計算量巨大，很難應(yīng)用到大尺寸船機三維模擬中。1.3 模型驗證

【參考文獻】：
期刊論文
[1]米勒循環(huán)協(xié)同廢氣再循環(huán)對高壓直噴天然氣船機的影響研究[J]. 牛培錚,吳朝暉,董晶瑾,李敬瑞,劉海峰,堯命發(fā).  內(nèi)燃機工程. 2019(06)
[2]燃氣預(yù)噴對高壓直噴天然氣船機的影響研究[J]. 王解托,劉騰,董晶瑾,劉海峰,葉映,堯命發(fā).  內(nèi)燃機工程. 2018(05)
[3]船舶柴油機顆粒物排放法規(guī)及控制技術(shù)發(fā)展[J]. 楊子龍.  柴油機. 2016(06)
[4]船用柴油機應(yīng)對IMO Tier Ⅲ排放法規(guī)的技術(shù)措施[J]. 張東明,平濤,閆萍,張文正,孫強.  柴油機. 2011(04)

碩士論文
[1]高壓直噴天然氣船機燃燒和排放的數(shù)值模擬研究[D]. 王解托.天津大學(xué) 2018



本文編號：3022790