燃燒室形狀和噴氣規(guī)律對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的改善

【摘要】： 隨著石油緊缺和能源的大量消耗,各國(guó)對(duì)代用燃料的研究和新能源的開發(fā)也日益深入。氣體燃料資源豐富,開發(fā)和利用的價(jià)值都很大。我國(guó)已經(jīng)開始對(duì)天然氣、液化石油氣等氣體燃料進(jìn)行研究和使用。 大量研究表明,燃燒過(guò)程是決定發(fā)動(dòng)機(jī)性能的主要因素,而燃燒過(guò)程往往受控于燃燒邊界條件。為了研究燃燒室形狀和噴氣規(guī)律對(duì)缸內(nèi)燃燒的影響規(guī)律,本文利用STAR-CD軟件模擬研究了六種燃燒室形狀(縮口、方形、梯形、直口ω形、縮口ω形和縮口方形)及噴氣規(guī)律對(duì)CNG發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放的影響,研究結(jié)果表明: a.燃燒室形狀對(duì)缸內(nèi)湍流動(dòng)能場(chǎng)的變化歷程有較大的影響。較為理想的變化歷程應(yīng)為:點(diǎn)火時(shí)湍流動(dòng)能較小,有利于形成穩(wěn)定的火核;隨后湍流動(dòng)能應(yīng)該逐漸增大,這樣有利于加快火焰?zhèn)鞑ニ俣?提高燃燒熱效率;在燃燒后期仍保持較高的湍流動(dòng)能,使缸內(nèi)混合氣燃燒得較徹底。在六種燃燒室中,方形燃燒室和縮口方形燃燒室所對(duì)應(yīng)的示功圖較為理想,但是縮口方形燃燒室對(duì)應(yīng)的NO排放較高,所以在六種燃燒室中方形燃燒室為最佳。 b.噴氣規(guī)律直接決定了缸內(nèi)混合氣的濃度分布。對(duì)于稀燃CNG發(fā)動(dòng)機(jī)而言,在點(diǎn)火時(shí)刻較為理想的濃度分布應(yīng)為:火花塞附近較濃,而其它區(qū)域?yàn)榫鶆蚍植?。這種分布規(guī)律有利于改善CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的著火穩(wěn)定性及火焰?zhèn)鞑ニ俣?。本CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣方式為進(jìn)氣道噴射,采用天然氣兩段噴射可以得到上述較為理想的缸內(nèi)混合氣濃度分布規(guī)律。 試驗(yàn)和模擬結(jié)果均表明:優(yōu)化設(shè)計(jì)燃燒室形狀和噴氣規(guī)律可以明顯改善稀燃CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和排放性能。 【關(guān)鍵詞】：CNG發(fā)動(dòng)機(jī) 數(shù)值模擬 燃燒室形狀 兩段噴射 燃燒
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TK431
【目錄】：

• 提要4-7
• 第一章 緒論7-19
• 1.1 概述7-8
• 1.1.1 石油資源情況7
• 1.1.2 天然氣資源情況7
• 1.1.3 環(huán)境問(wèn)題7-8
• 1.2 天然氣的基本特性8-9
• 1.2.1 天然氣的成分8-9
• 1.2.2 天然氣的物理化學(xué)特性9
• 1.3 天然氣作為車用燃料時(shí)的特點(diǎn)9-10
• 1.3.1 天然氣作為車用燃料時(shí)的優(yōu)點(diǎn)10
• 1.3.2 天然氣作為車用燃料時(shí)的缺點(diǎn)10
• 1.4 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展10-11
• 1.5 壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的分類11-12
• 1.6 影響天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的主要因素12-13
• 1.6.1 天然氣的組分12
• 1.6.2 天然氣與空氣的混合氣12
• 1.6.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)12-13
• 1.7 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)提高動(dòng)力性的措施13-15
• 1.7.1 采用缸內(nèi)直接噴射技術(shù)13-14
• 1.7.2 增大點(diǎn)火提前角14
• 1.7.3 提高壓縮比14
• 1.7.4 提高點(diǎn)火能量14
• 1.7.5 稀薄燃燒14-15
• 1.8 CFD 簡(jiǎn)介15-18
• 1.8.1 CFD 的特點(diǎn)15-16
• 1.8.2 CFD 的具體工作步驟16
• 1.8.3 CFD 在內(nèi)燃機(jī)研究中的應(yīng)用16-17
• 1.8.4 CFD 軟件17-18
• 1.9 本研究主要內(nèi)容18-19
• 第二章 影響 CNG 發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)鍵因素19-25
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)備19-20
• 2.2 燃燒室形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的試驗(yàn)研究20-22
• 2.2.1 試驗(yàn)方案20
• 2.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析20-22
• 2.3 噴氣時(shí)刻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的試驗(yàn)研究22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第三章 CNG 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模擬平臺(tái)的建立25-31
• 3.1 模型的建立26-29
• 3.1.1 網(wǎng)格的建立26-27
• 3.1.2 模型及算法選擇27-29
• 3.2 模型驗(yàn)證29-30
• 3.2.1 模擬范圍的確定29
• 3.2.2 初始、邊界條件的獲得29
• 3.2.3 模型的準(zhǔn)確性驗(yàn)證29-30
• 3.2.4 氮氧化物NO_X 模型的準(zhǔn)確性驗(yàn)證30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第四章 燃燒室形狀對(duì) CNG 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放的影響規(guī)律31-49
• 4.1 模擬計(jì)算結(jié)果分析32-34
• 4.2 缸內(nèi)氣體參數(shù)分析34-47
• 4.2.1 缸內(nèi)氣體流動(dòng)分析35-38
• 4.2.2 缸內(nèi)混合氣湍流動(dòng)能變化規(guī)律38-42
• 4.2.3 缸內(nèi)混合氣濃度場(chǎng)變化規(guī)律42-44
• 4.2.4 缸內(nèi)混合氣溫度場(chǎng)變化規(guī)律44-46
• 4.2.5 排放物變化規(guī)律46-47
• 4.3 本章小結(jié)47-49
• 第五章 噴氣規(guī)律對(duì)缸內(nèi)混合氣形成及燃燒過(guò)程的影響規(guī)律49-57
• 5.1 模擬計(jì)算結(jié)果分析49-51
• 5.2 缸內(nèi)氣體參數(shù)分析51-55
• 5.2.1 缸內(nèi)混合氣濃度場(chǎng)變化規(guī)律51-53
• 5.2.2 缸內(nèi)混合氣溫度場(chǎng)變化規(guī)律53-54
• 5.2.3 缸內(nèi)NO 量變化規(guī)律54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-57
• 第六章 全文總結(jié)及工作展望57-59
• 6.1 全文總結(jié)57-58
• 6.2 今后工作展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 圖表索引63-64
• 中文摘要64-66
• Abstract66-69
• 致謝69-70
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介70
• 作者簡(jiǎn)介70

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柴油—天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)電控氣體燃料噴射技術(shù)的研究    李國(guó)岫

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柴油機(jī)缸內(nèi)氣體流動(dòng)過(guò)程的數(shù)值計(jì)算    段樹林,辛穎,肖進(jìn)

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天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用    冉振亞,田龍,曹文明,楊超

內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣道和缸內(nèi)三維流場(chǎng)數(shù)值模擬    王海剛,陳石,劉石

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燃燒室形狀對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒影響的研究    馮志新;幺居標(biāo);王忠恕;劉忠長(zhǎng);竇慧莉;

直噴式柴油機(jī)燃燒室?guī)缀涡螤顚?duì)排放影響的多維數(shù)值模擬研究    焦運(yùn)景;張惠明;田遠(yuǎn);鄭清平;

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柴油機(jī)缸內(nèi)流場(chǎng)的三維瞬態(tài)數(shù)值模擬    孫小偉;吳健;徐斌;馬志豪;鮑學(xué)鋒;王明遠(yuǎn);

CNG發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程的一維數(shù)值模擬    溫苗苗;呂林;江國(guó)華;

燃燒室形狀對(duì)缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)影響的數(shù)值模擬    何旭,高希彥,劉衛(wèi)國(guó),馬維忍,廖春明

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兩段噴射直噴式汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)的混合氣形成規(guī)律    王燕軍,王建昕,帥石金

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數(shù)值模擬預(yù)測(cè)工程效果指導(dǎo)工程建設(shè)    本報(bào)記者 吳楠　通訊員 許家?guī)?/span>

油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)成為“常規(guī)武器”    付冰趙輝

基于兩次噴射的汽油缸內(nèi)直噴式燃燒系統(tǒng)的研究    王燕軍

濟(jì)陽(yáng)坳陷館陶組構(gòu)造特征及成藏模式研究    孫喜新

液體射流分裂霧化機(jī)理及內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)工作過(guò)程的模擬    嚴(yán)春吉

復(fù)合期權(quán)與路徑相關(guān)期權(quán)定價(jià)理論模型、數(shù)值模擬及應(yīng)用研究    何志偉

超細(xì)粉再燃低NO_x燃燒技術(shù)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究    郭永紅

淮河試驗(yàn)時(shí)期的能量與水份循環(huán)研究    胡國(guó)權(quán)

管陣流體彈性不穩(wěn)定性研究及流體誘發(fā)振動(dòng)數(shù)值模擬    吳一紅

電弧加熱發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與研究    陳黎明

波紋管傳熱強(qiáng)化及其軸向承載能力研究    肖金花

激光等離子體中有著自生磁場(chǎng)的密度通道的分析研究    周素云

燃燒室形狀和噴氣規(guī)律對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的改善    黃晶慧

直噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室形狀和噴射規(guī)律研究    許正偉

渦流強(qiáng)度對(duì)燃油噴霧影響的數(shù)值模擬    梁麗

燃燒室形狀和噴氣時(shí)刻對(duì)CNG發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒影響的研究    李浩蕩

二甲醚、生物柴油及其混合燃料物性估算和缸內(nèi)工作過(guò)程模擬研究    李玉琦

CNG發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程數(shù)值模擬    溫苗苗

復(fù)雜形狀汽車覆蓋件成形過(guò)程數(shù)值仿真模式的研究    張渤濤

起重機(jī)臂架受力狀態(tài)模擬    孫明新

日照港嵐山港區(qū)30萬(wàn)噸原油碼頭工程潮流數(shù)值模擬及泥沙淤積分析    邱田金

軸向間隙引氣對(duì)多級(jí)軸流壓氣機(jī)性能及流場(chǎng)影響的數(shù)值模擬    張皓光