【摘要】：能源的大量消耗和環(huán)境的嚴(yán)重污染,迫使人們加快了對(duì)新能源開(kāi)發(fā)的步伐。天然氣作為一種儲(chǔ)量較為豐富、燃燒清潔的燃料,很快成為當(dāng)前多個(gè)行業(yè)的主要替代能源,這也推動(dòng)了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的快速發(fā)展。而天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性,對(duì)其進(jìn)行深入的研究是非常有必要的。因此,本文利用6K天然氣發(fā)動(dòng)機(jī),通過(guò)三維CFD仿真技術(shù),在全負(fù)荷工況點(diǎn)下,針對(duì)其6#缸體不同管徑的噴管分別研究了不同噴氣方向和噴氣位置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣混合和燃燒特性的影響。在不同管徑的燃?xì)鈬姽芟聦?duì)噴氣方向?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響的研究結(jié)果表明:相較于原機(jī)噴管,6mm管徑的燃?xì)鈬姽?適當(dāng)?shù)販p小噴氣方向與水平方向的夾角有利于在點(diǎn)火時(shí)刻時(shí)缸內(nèi)形成較為明顯的上濃下稀的混合氣濃度分層,從而可以提高缸內(nèi)燃燒速率,而對(duì)于管徑為8mm的燃?xì)鈬姽?適當(dāng)?shù)卦龃髧姎夥较蚺c水平方向的夾角則更加有利于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的提高;在不同進(jìn)氣位置下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn):進(jìn)氣位置的改變對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣均勻性有明顯影響,隨著噴管噴氣位置向進(jìn)氣道內(nèi)延伸,燃?xì)馍淞髋c進(jìn)氣道及進(jìn)氣閥壁面的碰撞效果增強(qiáng),加快了CH_4與空氣的摻混,提高了進(jìn)氣效率。研究不同管徑的噴氣方向和噴氣位置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響程度可以發(fā)現(xiàn),在噴氣量一定的前提下,管徑的不同主要影響了燃?xì)獾膰姵鏊俣?這種速度的差異直接導(dǎo)致了進(jìn)氣道內(nèi)速度場(chǎng)變化的不均勻性,促使了每個(gè)工況下混合氣分層的不同。其中,6mm管徑的噴管在不同的噴射方向和噴氣位置下對(duì)燃燒結(jié)果的影響程度明顯大于8mm管徑的噴管,相應(yīng)的優(yōu)化效果也更加明顯,所以在噴管管徑設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi),適當(dāng)減小噴管管徑,有利于燃?xì)獾难杆賴姵?缸內(nèi)的進(jìn)氣的優(yōu)化效果明顯。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK431
【圖文】：

P≥2000 5.0 11.0 2.0 (1)僅適用于 NG（含雙燃料）船機(jī)。益嚴(yán)峻的能源危機(jī)與環(huán)境污染，天然氣的利用與發(fā)展對(duì)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的用[6]。因此，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的革新與發(fā)展決定了發(fā)動(dòng)機(jī)整體技術(shù)研究天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程與燃燒機(jī)理對(duì)于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)具升整體天然氣燃燒理論具有重要理論意義[7]。在石油資源匱乏、環(huán)境規(guī)日趨嚴(yán)格的三重壓力下，尋找既能緩解石油資源匱乏的替代能源，放達(dá)到法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，成為世界各國(guó)亟需解決的重大問(wèn)題。而作為世界三氣，成為解決這一重大問(wèn)題的關(guān)鍵。參照?qǐng)D 1.1 世界各國(guó)能源結(jié)構(gòu)圖整體能源結(jié)構(gòu)上，煤炭、石油、天然氣占比大致相等，而中國(guó)發(fā)展有表現(xiàn)在對(duì)煤炭和石油的過(guò)分依賴導(dǎo)致對(duì)天然氣利用的不足，這種對(duì)能不均勻性阻礙了我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和新能源的發(fā)展[8]。所以如何高效已成為整個(gè)世界能源發(fā)展的大趨勢(shì)。

證了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的排放水平，提高了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，國(guó)內(nèi)的淄博柴油機(jī)和天津大學(xué)開(kāi)發(fā)了同樣類型的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。本田公司開(kāi)發(fā)出進(jìn)氣歧管多點(diǎn)電控噴射統(tǒng)[27]：其能對(duì)各個(gè)氣缸噴入的天然氣的量實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。如下圖所示，天然氣噴射閥裝在進(jìn)氣歧管里，根據(jù)不同負(fù)荷量調(diào)控不同的噴氣量。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2733728