發(fā)布時間：2020-06-29 09:49

【摘要】：能源的大量消耗和環(huán)境的嚴重污染,迫使人們加快了對新能源開發(fā)的步伐。天然氣作為一種儲量較為豐富、燃燒清潔的燃料,很快成為當前多個行業(yè)的主要替代能源,這也推動了天然氣發(fā)動機的快速發(fā)展。而天然氣發(fā)動機的燃燒特性決定著發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性,對其進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)動機,通過三維CFD仿真技術(shù),在全負荷工況點下,針對其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發(fā)動機進氣混合和燃燒特性的影響。在不同管徑的燃氣噴管下對噴氣方向?qū)Πl(fā)動機燃燒特性的影響的研究結(jié)果表明:相較于原機噴管,6mm管徑的燃氣噴管,適當?shù)販p小噴氣方向與水平方向的夾角有利于在點火時刻時缸內(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,而對于管徑為8mm的燃氣噴管,適當?shù)卦龃髧姎夥较蚺c水平方向的夾角則更加有利于發(fā)動機燃燒特性的提高;在不同進氣位置下對發(fā)動機的燃燒特性進行對比分析發(fā)現(xiàn):進氣位置的改變對發(fā)動機的進氣均勻性有明顯影響,隨著噴管噴氣位置向進氣道內(nèi)延伸,燃氣射流與進氣道及進氣閥壁面的碰撞效果增強,加快了CH_4與空氣的摻混,提高了進氣效率。研究不同管徑的噴氣方向和噴氣位置對發(fā)動機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氣的噴出速度,這種速度的差異直接導(dǎo)致了進氣道內(nèi)速度場變化的不均勻性,促使了每個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)計要求的范圍內(nèi),適當減小噴管管徑,有利于燃氣的迅速噴出,缸內(nèi)的進氣的優(yōu)化效果明顯。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK431
【圖文】：

P≥2000 5.0 11.0 2.0 (1)僅適用于 NG（含雙燃料）船機。益嚴峻的能源危機與環(huán)境污染，天然氣的利用與發(fā)展對內(nèi)燃機技術(shù)的用[6]。因此，天然氣發(fā)動機技術(shù)的革新與發(fā)展決定了發(fā)動機整體技術(shù)研究天然氣發(fā)動機的燃燒過程與燃燒機理對于天然氣發(fā)動機的設(shè)計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，放達到法規(guī)標準，成為世界各國亟需解決的重大問題。而作為世界三氣，成為解決這一重大問題的關(guān)鍵。參照圖 1.1 世界各國能源結(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，而中國發(fā)展有表現(xiàn)在對煤炭和石油的過分依賴導(dǎo)致對天然氣利用的不足，這種對能不均勻性阻礙了我國能源結(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世界能源發(fā)展的大趨勢。

證了天然氣發(fā)動機的排放水平，提高了天然氣發(fā)動機的工作效率，國內(nèi)的淄博柴油機和天津大學開發(fā)了同樣類型的天然氣發(fā)動機。本田公司開發(fā)出進氣歧管多點電控噴射統(tǒng)[27]：其能對各個氣缸噴入的天然氣的量實現(xiàn)精準控制。如下圖所示，天然氣噴射閥裝在進氣歧管里，根據(jù)不同負荷量調(diào)控不同的噴氣量。

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本文編號：2733728