本文關(guān)鍵詞：基于AVL-FIRE對LNG雙燃料發(fā)動機燃燒特性模擬分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文應(yīng)用AVL—FIRE軟件對L23/30A型號的LNG雙燃料柴油機缸內(nèi)燃燒過程進行數(shù)值模擬，，模擬分析L23／30A柴油機缸內(nèi)燃燒過程的壓力、溫度、流場的規(guī)律，合理選擇控制參數(shù)和雙燃料中天然氣的比例，實現(xiàn)預(yù)混燃燒。通過改變進氣溫度、進氣壓力、噴油提前角、燃燒室結(jié)構(gòu)，分析缸內(nèi)燃燒過程的壓力、溫度、流場的分布變化對燃燒以及排放特性的影響。結(jié)果表明：合理的組織LNG雙燃料能夠有效提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性，且天然氣燃燒持續(xù)期較柴油機短，有助于降低發(fā)動機的傳熱損失和排氣損失，改善碳煙、NOx排放。采用高進氣壓力，不僅改善了噴霧質(zhì)量，同時促進ω型燃燒室中產(chǎn)生較強的湍流梯度，利于油氣混合和燃燒過程，促進擴散燃燒速度，改善后燃過程，有效降低NOx排放，而Soot排放卻有所增加。因此，在滿足Soot排放的基礎(chǔ)上，通過提高進氣壓力，可以進一步改善燃燒過程及降低NOx排放。高的進氣溫度對柴油機經(jīng)濟性能影響不大，增大進氣溫度時，燃燒室的燃燒效率得以提高，湍流強度增強，促進了混合氣化學(xué)動力反應(yīng)，引起循環(huán)溫度升高，增大了NOx和Soot排放，可見，高的進氣溫度不利于內(nèi)燃機的尾氣排放。因此，采用柴油機低溫燃燒技術(shù)是解決高排放路線的主要方向。通過改變噴油提前角可知，隨著噴油提前角的升高，缸內(nèi)溫度增大，缸內(nèi)壓力升高，容易出現(xiàn)爆震，流速先增大再減少，NOx排放升高，Soot排放沒有明顯變化。因此，增大噴油提前角不利于發(fā)動機的性能優(yōu)化及排放特性。對于優(yōu)化燃燒室結(jié)構(gòu)，可以改善ω型燃燒室油氣的混合，加強凹坑的湍流強度，實現(xiàn)快速燃燒；燃燒室的縮口直徑越小，缸內(nèi)的燃燒能力越大，當(dāng)燃燒室縮口直徑相同時，加大燃燒室的過渡圓深度，滯緩燃燒的能力，降低排放。
【關(guān)鍵詞】：雙燃料發(fā)動 數(shù)值模擬 燃燒過程 進氣溫度 進氣壓力 噴油提前角 燃燒室結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK421.2
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 引言12
• 1.2 課題研究的背景及意義12-14
• 1.3 雙燃料發(fā)動機14-16
• 1.3.1 雙燃料發(fā)動機的優(yōu)點及不足14-15
• 1.3.2 雙燃料發(fā)動機燃燒過程的研究熱點15-16
• 1.4 國內(nèi)外 LNG 船舶的發(fā)展16-17
• 1.4.1 國外 LNG 船舶的發(fā)展16
• 1.4.2 國內(nèi) LNG 船舶的發(fā)展16-17
• 1.5 國內(nèi)外雙燃料發(fā)動機研究現(xiàn)狀17-18
• 1.6 本課題研究的內(nèi)容、方法及技術(shù)路線18-20
• 1.6.1 研究內(nèi)容18-19
• 1.6.2 研究方法及技術(shù)路線19-20
• 1.7 預(yù)期的研究成果和可能遇到的困難問題20-22
• 1.7.1 預(yù)期的研究成果20
• 1.7.2 可能遇到的困難問題20-22
• 第2章 燃燒模型的確定及數(shù)值模擬驗證22-40
• 2.1 模型的選取22-27
• 2.1.1 湍流模型22
• 2.1.2 噴霧模型22-25
• 2.1.3 燃燒模型25-26
• 2.1.4 排放預(yù)測模型26-27
• 2.2 缸內(nèi)燃燒過程模擬軟件介紹27-28
• 2.2.1 相關(guān)軟件的介紹27
• 2.2.2 FIRE 軟件的優(yōu)勢27-28
• 2.3 內(nèi)燃機的主要參數(shù)28
• 2.4 燃燒室的建立及邊界條件的確定28-31
• 2.4.1 建立燃燒室28-30
• 2.4.2 初始條件的確定30-31
• 2.5 數(shù)值求解31-32
• 2.6 模型驗證及結(jié)果分析32-38
• 2.6.1 模型驗證32-33
• 2.6.2 排放物及各場的分析33-38
• 2.7 本章小結(jié)38-40
• 第3章 LNG 雙燃料發(fā)動機工況參數(shù)對燃燒性能的分析40-60
• 3.1 進氣壓力對燃燒性能的分析40-46
• 3.1.1 進氣壓力對發(fā)動機性能的影響40-41
• 3.1.2 進氣壓力對缸內(nèi)各場的影響41-45
• 3.1.3 進氣壓力對排放的影響45-46
• 3.2 進氣溫度對燃燒性能的分析46-52
• 3.2.1 進氣溫度對發(fā)動機性能的影響46-47
• 3.2.2 進氣溫度對缸內(nèi)各場的影響47-51
• 3.2.3 進氣溫度對排放的影響51-52
• 3.3 噴油提前角對燃燒性能的分析52-58
• 3.3.1 噴油提前角對發(fā)動機性能的影響52-54
• 3.3.2 噴油提前角對缸內(nèi)過程的影響54-56
• 3.3.3 噴油提前角對排放的影響56-58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第4章 燃燒室結(jié)構(gòu)對燃燒過程及排放性能的研究60-70
• 4.1 模型的建立及網(wǎng)格的生成60-61
• 4.2 計算模型及邊界條件61
• 4.3 模擬結(jié)果分析61-69
• 4.3.1 燃燒室形狀對發(fā)動機性能的影響61-64
• 4.3.2 燃燒室形狀對各場的影響64-67
• 4.3.3 燃燒室形狀對排放的影響67-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第5章 全文總結(jié)與工作展望70-72
• 5.1 全文總結(jié)70-71
• 5.2 工作展望71-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-78
• 致謝78-79
• 詳細摘要79-84

【參考文獻】

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本文編號：436732