發(fā)布時間：2020-12-23 14:20

　　在能源緊缺與環(huán)境污染日愈嚴(yán)峻的今天,發(fā)動機的可持續(xù)發(fā)展面臨著重大的考驗,尋求一種理想的替代燃料是解決這一問題的有效途徑之一。天然氣因其在世界范圍內(nèi)的儲存量大、燃燒產(chǎn)物清潔以及價格相對低廉等優(yōu)點而逐漸成為人們的研究熱點,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。天然氣發(fā)動機應(yīng)用稀燃技術(shù)能夠降低燃燒溫度,減少NO_x排放,并提高熱效率和降低燃氣消耗,但同時也具有燃燒不穩(wěn)定、循環(huán)變動大等問題,因此需要提高其點火的可靠性。本文中的天然氣發(fā)動機采用了點火室式燃燒系統(tǒng),通過火花塞放電引燃點火室中較濃的混合氣,產(chǎn)生高溫高壓的火焰經(jīng)由連通點火室與主燃室的噴孔形成射流,進入主燃室后點燃其中的較稀混合氣,并產(chǎn)生較強烈的擾動,從而提升天然氣的燃燒速率,達到充分燃燒的目的。本文針對一款缸徑為320 mm的點火室式天然氣發(fā)動機,應(yīng)用三維CFD軟件CONVERGE建立了包括點火室、主燃室以及進排氣道在內(nèi)的仿真模型,選擇合適的計算模型對該發(fā)動機的一個工作循環(huán)進行仿真模擬計算,以試驗數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)對發(fā)動機模型進行驗證和參數(shù)標(biāo)定。設(shè)計并分析了點火室噴孔個數(shù)、錐形噴孔、中心噴孔、分層噴孔、點火室當(dāng)量比、點火提前角以及點火室隔熱等方案對天然氣發(fā)... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 天然氣的燃料特性
    1.3 天然氣發(fā)動機的類型
    1.4 國內(nèi)外天然氣發(fā)動機研究概況
        1.4.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
2 天然氣發(fā)動機CFD模型的創(chuàng)建與驗證
    2.1 發(fā)動機數(shù)值模擬與軟件介紹
    2.2 發(fā)動機CFD模型創(chuàng)建
        2.2.1 發(fā)動機參數(shù)介紹
        2.2.2 模型建立
        2.2.3 初始與邊界條件
        2.2.4 計算模型選擇
    2.3 發(fā)動機模型有效性驗證
    2.4 本章小結(jié)
3 天然氣發(fā)動機點火室結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化
    3.1 點火室設(shè)計概述
        3.1.1 點火室對稀薄燃燒的作用
        3.1.2 點火室參數(shù)設(shè)計
    3.2 點火室不同噴孔數(shù)方案設(shè)計與計算
        3.2.1 點火室不同噴孔數(shù)方案設(shè)計
        3.2.2 噴孔數(shù)對點火室燃燒參數(shù)的影響
        3.2.3 噴孔數(shù)對溫度場的影響
        3.2.4 噴孔數(shù)對主燃室燃燒參數(shù)的影響
    3.3 點火室錐形噴孔方案設(shè)計與計算
        3.3.1 錐形噴孔方案設(shè)計
        3.3.2 錐形噴孔對點火室燃燒參數(shù)的影響
        3.3.3 錐形噴孔對溫度場的影響
        3.3.4 錐形噴孔對主燃室燃燒參數(shù)的影響
    3.4 點火室中心噴孔方案的設(shè)計與計算
        3.4.1 中心噴孔方案設(shè)計
        3.4.2 中心噴孔對點火室燃燒參數(shù)的影響
        3.4.3 中心噴孔對溫度場的影響
        3.4.4 中心噴孔對主燃室燃燒參數(shù)的影響
    3.5 點火室分層噴孔方案設(shè)計與計算
        3.5.1 分層噴孔方案設(shè)計
        3.5.2 分層噴孔對點火室燃燒參數(shù)的影響
        3.5.3 分層噴孔對溫度場的影響
        3.5.4 分層噴孔對主燃室燃燒參數(shù)的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 天然氣發(fā)動機點火室加濃噴射策略與隔熱處理
    4.1 點火室燃空當(dāng)量比對發(fā)動機性能的影響
        4.1.1 點火室當(dāng)量比對點火室燃燒參數(shù)的影響
        4.1.2 點火室當(dāng)量比對主燃室燃燒參數(shù)的影響
    4.2 點火提前角對發(fā)動機性能的影響
        4.2.1 點火提前角對點火室燃燒參數(shù)的影響
        4.2.2 點火提前角對主燃室燃燒參數(shù)的影響
    4.3 點火室隔熱對發(fā)動機性能的影響
        4.3.1 點火室隔熱對點火室燃燒參數(shù)的影響
        4.3.2 點火室隔熱對主燃室燃燒參數(shù)的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]車用天然氣發(fā)動機技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 馬永新,姜明月.  內(nèi)燃機與配件. 2018(19)
[2]全球天然氣發(fā)展格局及我國天然氣發(fā)展方向分析[J]. 范照偉.  中國礦業(yè). 2018(04)
[3]預(yù)燃室對天然氣發(fā)動機稀薄燃燒的作用及其參數(shù)設(shè)計[J]. 葉映,董晶瑾,劉騰,王解托,王滸,劉海峰.  小型內(nèi)燃機與車輛技術(shù). 2017(06)
[4]引燃柴油對中速雙燃料發(fā)動機燃燒與排放的影響[J]. 余永華,王桂新,楊建國.  柴油機. 2017(05)
[5]大缸徑預(yù)混氣體機燃燒過程仿真研究[J]. 陳榮祥,劉世通,高杰,張強.  內(nèi)燃機. 2017(04)
[6]MAN雙燃料四沖程柴油機的油/氣混燒模式及應(yīng)用[J]. 王書雷,陳業(yè)平.  航海. 2017(01)
[7]國內(nèi)天然氣汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 王帥兵,秦豪杰,邵方閣.  汽車實用技術(shù). 2016(10)
[8]船用天然氣發(fā)動機技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 雷偉,甘少煒,周國強,汪立志.  船海工程. 2014(06)
[9]預(yù)燃室參數(shù)對大缸徑天然氣發(fā)動機燃燒過程影響的研究[J]. 李樹生,白書戰(zhàn),邢小偉,賈迎軍,李國祥.  內(nèi)燃機工程. 2012(06)
[10]燃氣汽車發(fā)動機研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 李西秦,劉冰.  天然氣工業(yè). 2009(04)

博士論文
[1]中速柴油機快速混合及低NO_x燃燒研究[D]. 何爽.大連理工大學(xué) 2016
[2]燃燒邊界條件對車用重型天然氣發(fā)動機燃燒及排放的影響[D]. 余小草.吉林大學(xué) 2013
[3]高性能大功率天然氣發(fā)動機燃燒系統(tǒng)開發(fā)研究[D]. 李樹生.山東大學(xué) 2013
[4]稀燃天然氣發(fā)動機燃燒過程研究和燃燒系統(tǒng)開發(fā)[D]. 焦運景.天津大學(xué) 2009
[5]基于添加劑的天然氣HCCI發(fā)動機燃燒特性的試驗與數(shù)值模擬研究[D]. 伊克拉沃.華中科技大學(xué) 2009
[6]4SH-N天然氣發(fā)動機工作過程優(yōu)化及排放控制[D]. 楊立平.吉林大學(xué) 2008
[7]壓燃式天然氣發(fā)動機燃燒過程模擬計算和試驗研究[D]. 鄭清平.天津大學(xué) 2006
[8]低散熱壓縮著火天然氣發(fā)動機燃燒過程的試驗研究[D]. 張德福.天津大學(xué) 2005

碩士論文
[1]預(yù)燃室式分層稀燃氣體發(fā)動機的燃燒和排放特性研究[D]. 陳良.江蘇大學(xué) 2016
[2]低速二沖程船用主機工作過程三維數(shù)值模擬研究[D]. 翟君.大連理工大學(xué) 2015
[3]船用中速柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機燃燒性能試驗研究[D]. 劉康.山東大學(xué) 2015
[4]直噴式天然氣發(fā)動機性能模擬研究與優(yōu)化[D]. 肖紅.西南交通大學(xué) 2014
[5]氣體燃料船用主機預(yù)燃室加濃噴射過程研究[D]. 曲闖.大連理工大學(xué) 2014
[6]CNG發(fā)動機缸內(nèi)低壓直噴控制研究[D]. 汪科任.西華大學(xué) 2014
[7]氣體燃料船用主機工作過程三維數(shù)值模擬研究[D]. 張春煥.大連理工大學(xué) 2013
[8]天然氣發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 趙海艷.山東大學(xué) 2012
[9]天然氣發(fā)動機的仿真優(yōu)化與性能提高研究[D]. 郭子銳.上海交通大學(xué) 2012
[10]電控噴射單一燃料天然氣轎車發(fā)動機的性能研究[D]. 管磊.天津大學(xué) 2012



本文編號：2933859