傳統(tǒng)柴油機(jī)排放高,污染大,無(wú)法滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)。天然氣因其燃燒清潔、儲(chǔ)量豐富等特點(diǎn),適合作為傳統(tǒng)柴油機(jī)替代燃料。本文基于L23/30型船用柴油機(jī)開展研究,將其改造為天然氣進(jìn)氣方式不同的兩種柴油引燃天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī),對(duì)原發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)及噴射器布置進(jìn)行重新設(shè)計(jì),針對(duì)天然氣進(jìn)氣道噴射柴油引燃雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和雙燃料缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)分別開展不同燃燒室形狀與不同噴射器布置下的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放模擬研究,從而提出對(duì)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室形狀及噴射器布置的優(yōu)化方案。基于CH₄的GRI3.0機(jī)理與NC₇H₁₆的Valeri機(jī)理構(gòu)建了柴油-天然氣雙燃料燃燒機(jī)理,建立了耦合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理的三維CFD仿真模型,并對(duì)所選用的噴霧模型、燃燒模型及排放模型的有效性進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,利用計(jì)算流體仿真軟件CONVERGE開展雙燃料缸內(nèi)燃燒及排放特性數(shù)值模擬研究。對(duì)于天然氣進(jìn)氣道噴射柴油引燃雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī),柴油與天然氣理化性質(zhì)差異大,原柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)對(duì)于天然氣燃燒并不完全適用,本文在原燃燒室結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過(guò)改變其喉口直徑、深度比、擠氣形狀,分析和比較... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

國(guó)際海事組織對(duì)燃料硫含量限制Fig1.1MARPOLAnnexVIfuelsulfurlimits

柴油引燃天然氣船用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射策略及燃燒室結(jié)構(gòu)優(yōu)化2SulfurControlofFuel（%）Year圖1.1國(guó)際海事組織對(duì)燃料硫含量限制Fig1.1MARPOLAnnexVIfuelsulfurlimits圖1.2[2]和表1.2[4]給出了國(guó)際海事組織自2000年以來(lái)針對(duì)船舶氮氧化物排放逐步提出的三級(jí)排放限制。自2011年起，全球范圍內(nèi)實(shí)行TierⅡ標(biāo)準(zhǔn)；自2016年起，NOx排放控制區(qū)內(nèi)實(shí)行TierⅢ標(biāo)準(zhǔn)�？梢园l(fā)現(xiàn)，與最初的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比，三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的提出要求船舶氮氧化物排放降低80%左右。NOxLimit（g/kWh·）RatedEngineSpeed（rpm）圖1.2國(guó)際海事組織對(duì)NOx排放限制Fig1.2MARPOLAnnexVINOxemissionlimits表1.2MARPOL公約附則Ⅵ中NOx排放標(biāo)準(zhǔn)Table1.2RegulationsonNOxinAnnexMARPOLVI排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施日期適用海域NOx排放限值（g/kW·h）n＜130rpm130rpm≤n＜1999rpmn≥2000rpmTierⅠ2000年1月1日起全球海域17.045·n-0.29.8TierⅡ2011年1月1日起全球海域14.444·n-0.237.7TierⅢ2016年1月1日起特定NOx排放控制區(qū)3.49·n-0.21.96

柴油引燃天然氣船用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射策略及燃燒室結(jié)構(gòu)優(yōu)化61.2.2天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)誕生于上世紀(jì)30年代，經(jīng)過(guò)近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展與變遷，技術(shù)日趨成熟，已被廣泛應(yīng)用于道路運(yùn)輸、船運(yùn)行業(yè)等領(lǐng)域。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)種類繁多，按照不同標(biāo)準(zhǔn)，如燃料使用情況、著火方式等，可以進(jìn)行不同的分類，如圖1.3[11,12]所示。圖1.3天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)分類Fig1.3Classificationofnaturalgasengine根據(jù)燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理，船用四沖程天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)大致可分為以下四種，如表1.6[2]所示。表1.6船用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)Table1.6Marinenaturalgasenginescombustiontechnologies燃燒室結(jié)構(gòu)開口燃燒室?guī)ьA(yù)燃室著火方式火花塞點(diǎn)火（a）（b）柴油微引燃（c）（d）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[6]燃燒室形狀對(duì)引燃柴油自燃規(guī)律及缸內(nèi)流場(chǎng)的影響[D]. 李慧.吉林大學(xué) 2017
[7]基于同軸噴射技術(shù)的天然氣/柴油雙燃料射流噴射及其相互作用[D]. 譚小強(qiáng).江蘇大學(xué) 2017
[8]柴油引燃天然氣直噴發(fā)動(dòng)機(jī)噴射燃燒過(guò)程的影響因素研究[D]. 韓丹.江蘇大學(xué) 2017
[9]船用柴油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)優(yōu)化及進(jìn)氣系統(tǒng)匹配研究[D]. 王耀輝.天津大學(xué) 2017
[10]直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)混合和燃燒過(guò)程研究[D]. 范新雨.天津大學(xué) 2017



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