大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)數(shù)值模擬分析

【摘要】：采用預(yù)混合稀薄燃燒技術(shù)的大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)無需加裝排放后處理裝置就能滿足國際海事組織(IMO) Tier3排放法規(guī)要求。而且由于天然氣價(jià)格低、資源豐富,大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行成本也比傳統(tǒng)柴油機(jī)大大降低。因此,大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)是舉世公認(rèn)的綠色節(jié)能動(dòng)力裝置,相關(guān)研究是世界大型發(fā)動(dòng)機(jī)界的熱門研究課題。 論文針對(duì)某型號(hào)大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能開展工作循環(huán)一維數(shù)值模擬研究,根據(jù)大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn),進(jìn)行了燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)、燃料供給策略及進(jìn)氣定時(shí)策略設(shè)計(jì)、渦輪增壓器匹配等研究。通過模擬計(jì)算預(yù)測(cè)不同方案中氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)定工況及其他工況下的基本性能,并將標(biāo)定工況的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)與其原柴油機(jī)-某型號(hào)船用柴油機(jī)進(jìn)行比較,分析重要運(yùn)行參數(shù)變化的原因以及驗(yàn)證大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性是否滿足使用要求。同時(shí),根據(jù)計(jì)算得到的標(biāo)定工況和不同負(fù)荷下的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量、渦輪增壓器的壓比等參數(shù),對(duì)渦輪增壓器進(jìn)行選型與驗(yàn)證。此外,在氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定工況下應(yīng)用Miller循環(huán),比較應(yīng)用Miller循環(huán)前后發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)的變化,探討Miller循環(huán)對(duì)于氣體燃料主機(jī)排放和有效熱效率的影響。 整機(jī)工作過程模擬計(jì)算結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性與其原柴油機(jī)相當(dāng),天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)可以與原柴油機(jī)所使用的渦輪增壓器良好匹配,應(yīng)用Miller循環(huán)可以有效的降低天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的溫度。 【關(guān)鍵詞】：天然氣 大型發(fā)動(dòng)機(jī) 工作過程 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TK432
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-24
• 1.1 引言9-12
• 1.2 天然氣的重要戰(zhàn)略地位及其性質(zhì)12-14
• 1.2.1 天然氣的重要戰(zhàn)略地位12
• 1.2.2 天然氣的性質(zhì)12-14
• 1.3 國內(nèi)外天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r14-17
• 1.3.1 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程14
• 1.3.2 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在船舶上的應(yīng)用狀況16-17
• 1.4 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的類型及其應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介17-23
• 1.4.1 雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)17-19
• 1.4.2 單一氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)19-22
• 1.4.3 Miller循環(huán)在大功率天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用22-23
• 1.5 本文的研究目的及主要研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.5.1 研究對(duì)象及研究目的23
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容23-24
• 2 發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程模擬計(jì)算理論背景24-31
• 2.1 氣缸模型24-29
• 2.1.1 氣缸做功的計(jì)算24-25
• 2.1.2 氣缸燃燒模型25-28
• 2.1.3 氣缸傳熱模型28-29
• 2.2 管道計(jì)算模型29
• 2.3 渦輪增壓器計(jì)算模型29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 工作過程計(jì)算模型的建立31-46
• 3.1 預(yù)燃室火花點(diǎn)火天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)31-39
• 3.1.1 燃燒系統(tǒng)的選擇31-32
• 3.1.2 燃料供給方式的確定32-33
• 3.1.3 點(diǎn)火方式的選擇33-34
• 3.1.4 負(fù)荷控制方式34
• 3.1.5 計(jì)算模型的建立34-35
• 3.1.6 重要參數(shù)的設(shè)定35-37
• 3.1.7 不同負(fù)荷計(jì)算模型參數(shù)的設(shè)定37-38
• 3.1.8 Miller循環(huán)方式的選擇38-39
• 3.2 燃?xì)飧淄鈬娚漕A(yù)混合燃燒(Otto循環(huán))雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)39-42
• 3.2.1 燃燒系統(tǒng)的選擇39-40
• 3.2.2 燃料供給方式的選擇40-41
• 3.2.3 負(fù)荷控制方式41
• 3.2.4 計(jì)算模型的建立41
• 3.2.5 不同負(fù)荷計(jì)算模型參數(shù)的設(shè)定41-42
• 3.2.6 Miller循環(huán)方式的選擇42
• 3.3 燃?xì)飧邏簢娚鋽U(kuò)散燃燒(Diesel循環(huán))雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)42-45
• 3.3.1 燃燒系統(tǒng)與燃料供給方式的選擇42-44
• 3.3.2 負(fù)荷控制方式44
• 3.3.4 計(jì)算模型的建立44
• 3.3.5 不同負(fù)荷計(jì)算模型參數(shù)的設(shè)定44
• 3.3.6 Miller循環(huán)方式的選擇44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 計(jì)算結(jié)果分析46-63
• 4.1 預(yù)燃室火花點(diǎn)火天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)46-53
• 4.1.1 標(biāo)定工況下的計(jì)算結(jié)果46-47
• 4.1.2 不同負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果47-49
• 4.1.3 渦輪增壓器的匹配情況49-50
• 4.1.4 Miller循環(huán)對(duì)缸內(nèi)溫度的影響50-52
• 4.1.5 Miller循環(huán)對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響52
• 4.1.6 Miller循環(huán)對(duì)于渦輪增壓器的要求52-53
• 4.2 燃?xì)飧淄鈬娚漕A(yù)混合燃燒(Otto循環(huán))雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)53-58
• 4.2.1 標(biāo)定工況下的計(jì)算結(jié)果53-54
• 4.2.2 渦輪增壓器的匹配情況54-55
• 4.2.3 Miller循環(huán)對(duì)氣缸有效壓縮比的影響55
• 4.2.4 Miller循環(huán)對(duì)缸內(nèi)溫度的影響55-57
• 4.2.5 Miller循環(huán)對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響57
• 4.2.6 Miller循環(huán)對(duì)于渦輪增壓器的要求57-58
• 4.3 燃?xì)飧邏簢娚鋽U(kuò)散燃燒(Diesel循環(huán))雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)58-62
• 4.3.1 標(biāo)定工況下的計(jì)算結(jié)果58-59
• 4.3.2 渦輪增壓器的匹配情況59-60
• 4.3.3 Miller循環(huán)對(duì)缸內(nèi)溫度的影響60-61
• 4.3.4 Miller循環(huán)對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響61-62
• 4.3.5 Miller循環(huán)對(duì)于渦輪增壓器的要求62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 5 氣體燃料主機(jī)開發(fā)總結(jié)63-65
• 5.1 三種方案標(biāo)定工況下的性能比較63-65
• 6 全文總結(jié)與展望65-66
• 6.1 全文總結(jié)65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄A 有關(guān)瞬時(shí)放熱率的數(shù)據(jù)處理69-72
• 致謝72-73

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

世界能源狀況及車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展    林在犁,楊學(xué)杰

我國氣體燃料大型船用主機(jī)發(fā)展策略探討    馮立巖;

船用柴油機(jī)應(yīng)對(duì)IMO Tier Ⅲ排放法規(guī)的技術(shù)措施    張東明;平濤;閆萍;張文正;孫強(qiáng);

我國船舶柴油機(jī)發(fā)展展望    時(shí)志剛;馮明志;高荃;

車用天然氣燃料在我國的應(yīng)用與發(fā)展    林在犁;

氣體燃料大型船用主機(jī)燃燒系統(tǒng)分析    馮立巖;張春煥;李佳星;

淺析我國石油進(jìn)口運(yùn)輸布局與運(yùn)輸安全    孫曉蕾;王永鋒;

IMO船舶防污染要求發(fā)展趨勢(shì)    莫鑒輝;

我國民族地區(qū)教育發(fā)展的現(xiàn)狀與對(duì)策    顧華詳

高齡老人戶外交往空間設(shè)計(jì)分析    付飛;李異;張健;

全球氣候變化下低碳城市實(shí)現(xiàn)的規(guī)劃途徑    張洪波;徐蘇寧;

基于情景分析法的循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究——以安徽能源循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃為例    崔木花;

略論非合理性政府行為與政府成本剛性    汪少波

當(dāng)前我國分配領(lǐng)域的突出問題及其對(duì)策分析    黃曉霓;

對(duì)我國居民消費(fèi)率過低的幾點(diǎn)思考    王守敬;

新農(nóng)村建設(shè)視域中的當(dāng)代中國馬克思主義大眾化    孟祥健;

安徽農(nóng)村留守兒童教育問題淺析    鄭家歡;吳志祥;

我國農(nóng)村反貧困機(jī)制的構(gòu)建——基于“政府—市場(chǎng)”雙導(dǎo)向視角的研究    余明江;

淺析燃?xì)忮仩t房天然氣泄漏及防范措施    鐘勇;

電控技術(shù)在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用    滕勤;左承基;

長(zhǎng)三角循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所面臨的主要挑戰(zhàn)    胡建一;

京津冀區(qū)域旅游文化產(chǎn)業(yè)合作研究    ?；劬?

節(jié)能高效、減排低碳與責(zé)任和快速工業(yè)化及經(jīng)濟(jì)騰飛    滕吉文;阮小敏;張永謙;閆雅芬;

民營(yíng)房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告    李毅;

我國生活垃圾分類回收的推廣與普及    王娜;邱琦;

化肥減施及秸稈過腹還田對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響——以弘毅生態(tài)農(nóng)場(chǎng)為例    唐海龍;徐玉新;蔣高明;劉沙沙;張偲;鐘世霞;

苕溪流域典型村落水污染特征調(diào)查研究    郭雪松;鄒娟;梁瀚文;劉俊新;

“積極老齡化”理論視角下的我國老齡旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略    黃璜;

珠江三角洲城市職業(yè)女性體育生活方式研究    杜熙茹

科學(xué)人才觀的理論內(nèi)涵與實(shí)踐應(yīng)用研究    胡雪梅

科技進(jìn)步對(duì)勞動(dòng)就業(yè)影響的實(shí)證研究    汪慧玲

轉(zhuǎn)型中的中國國家治理研究    陳春常

我國高校教師人力資本定價(jià)研究    董國強(qiáng)

黑龍江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及仿真    李玉鳳

高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式研究    劉林

信任和關(guān)系承諾對(duì)第三方物流整合與績(jī)效的影響    羅力

中國糧食流通支持政策研究    王耀鵬

中國新型農(nóng)村社會(huì)養(yǎng)老保險(xiǎn)制度研究    閆俊

基于DEA方法的農(nóng)地利用效率差異研究    高曉輝

棉花纖維發(fā)育伸長(zhǎng)期和次生壁加厚期數(shù)字表達(dá)譜分析    閆恒超

資源型城市生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展研究    王旭

煤粉永磁強(qiáng)磁濾器的研究    劉鵬

湘中南地區(qū)農(nóng)村初中學(xué)校體育發(fā)展的影響因素及對(duì)策研究    譚嘯

開發(fā)節(jié)地型居住小區(qū)的技術(shù)措施研究    史玉巖

中國政治發(fā)展過程中的合法性構(gòu)成與獲取研究    畢圣潔

比較優(yōu)勢(shì)理論與我國出口制造業(yè)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)策略新析    陳偉

我國個(gè)人破產(chǎn)制度之配套制度探究    商鵬鵬

我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌期民工荒問題探析    瞿逸

中國石油海運(yùn)通道安全評(píng)價(jià)與對(duì)策    賈大山;孫峻巖;羅洪波;

湖南省2004年貸款期限結(jié)構(gòu)分析    陳昊;

美國加緊在里海地區(qū)搶占石油    覃明貴

分隔室壓燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程變參數(shù)多維模擬計(jì)算    鄭清平,張惠明,李方成

我國石油海上運(yùn)輸安全體系及評(píng)價(jià)(上)    孫峻巖,賈大山

我國石油海上運(yùn)輸安全體系及評(píng)價(jià)(下)    孫峻巖,賈大山

車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用    宋鈞,黃震,張武高,周校平

美國能源部撥款用于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)研究開發(fā)    程永陸

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)多點(diǎn)順序噴射技術(shù)的開發(fā)研究    劉興華,陳永義,李鐵栓

壓燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及展望    鄭清平,張惠明,張德福

1190NT天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能試驗(yàn)    趙紀(jì)君

2105型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)用汽化-混合器的模擬試驗(yàn)    胡九章

戴姆勒-克萊斯勒M906LAG天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)介紹    阿煒

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門的研制    馮仁貴，李清觀，姚正剛

對(duì)裝有EGR的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)研究    馬艷明,許忠厚,馬凡華,呂劍飛

TMS320LF2407在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制中的應(yīng)用    方漢學(xué) ,胡桂苓 ,趙芳

使用天然氣 汽車少公害    劉春;

電控技術(shù)在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用    滕勤;左承基;

鉆井平臺(tái)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)    孫成香;李全武;鄭圣彬;孫樂美;李治朋;

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究與應(yīng)用    程鵬;

NQ140N單-CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)與試驗(yàn)    李克新;

不同類型的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放特點(diǎn)    萇轉(zhuǎn);周斌;邵曉杰;于超;

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)    秦朝葵;劉雄;全惠君;譚建新;

NQ140N天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)    陳萬應(yīng);張浩;鄧杰;楊志勇;李克新;程輝;

應(yīng)用模糊物元理論建立天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)性能狀態(tài)評(píng)價(jià)模型    柳楠;崔厚璽;叢蕾;

恢復(fù)天然氣(CNG)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的分析研究    趙作志;

恢復(fù)天然氣(CNG)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的分析研究    趙作志;

重汽集團(tuán)研發(fā)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)    本報(bào)記者 鄭義

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)首次進(jìn)入863計(jì)劃    記者 王建梁

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)成新競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)    關(guān)尚宇

大功率天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)成功點(diǎn)火    過國忠 許武英

鉆井用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)獲突破    任繼凱　傅偉

濟(jì)柴研制鉆井用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)填補(bǔ)國內(nèi)空白    記者 任繼凱　通訊員 傅偉

現(xiàn)代重工研發(fā)成功天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)    廣言

錫柴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)再展“低碳”魅力    通訊員 陳燕　記者 嚴(yán)峻

我國功率最大天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在錫柴成功點(diǎn)火    記者 過國忠　通訊員 許武英

大功率天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)國際水平    柯吉

稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程研究和燃燒系統(tǒng)開發(fā)    焦運(yùn)景

高性能大功率天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)開發(fā)研究    李樹生

滿足國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的研究    司鵬鹍

燃燒邊界條件對(duì)車用重型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放的影響    余小草

稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)變動(dòng)特性及動(dòng)力學(xué)特征研究    姚寶峰

壓燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程模擬計(jì)算和試驗(yàn)研究    鄭清平

低散熱壓縮著火天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的試驗(yàn)研究    張德福

電控噴射稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究    竇慧莉

4SH-N天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程優(yōu)化及排放控制    楊立平

電控汽油/CNG兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬試驗(yàn)及診斷研究    袁華智

公交車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)國產(chǎn)化的層次分析法研究與規(guī)?；瘧?yīng)用    竇寶華

滿足國Ⅴ排放的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)    張坤鵬

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴射系統(tǒng)的研究    范龍飛

大馬力天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程數(shù)值模擬及分析    李春節(jié)

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)稀薄燃燒試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬    吳家平

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)及配氣相位優(yōu)化研究    潘芝桂

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)研究與開發(fā)    趙海艷

大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)數(shù)值模擬分析    熊長(zhǎng)君

大缸徑天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過程數(shù)值模擬研究    邢小偉

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣體噴射閉環(huán)控制技術(shù)研究    黃帥