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气体燃料船用主机预燃室加浓喷射过程研究
| 论文题名： | 气体燃料船用主机预燃室加浓喷射过程研究 |
| 关键词： | 气体燃料船用主机;预燃室;数值模拟;加浓喷射过程;流场测定 |
| 摘要： | 气体燃料船用主机是新一代绿色船舶动力，其与传统柴油机相比在经济性和排放性能方面具有绝对优势，因而近年来发展迅猛。为了提高平均有效压力，减少氮氧化物(NOx)排放并避免爆燃，纯气体燃料船用主机需要采用稀薄燃烧方式。而实现高效稀薄燃烧的关键问题是如何提高点火能量。采用预燃室加浓提高湍流激扰程度、保证可靠点火并形成火焰激扰源是提高点火能量的一种有效措施;因此，预燃室内形成的高质量加浓混合气是实现高效稀薄燃烧的技术基础。为了探究加浓过程中预燃室内流场分布规律，进而理解加浓喷射混合气质量控制规律，本文针对某型号气体燃料大型船用主机的预燃室加浓喷射过程进行了探索研究。 论文在总结流体速度场测试方法的基础上，提出了采用粒子图像测速(PIV)方法对预燃室加浓流场进行测定，完成了实验系统的开发及实验方案的设计。为对实验结果进行补充，本文结合相似原理及理论，利用三维CFD软件STAR-CD对加浓过程中预燃室内流场进行了数值模拟。对加浓过程预燃室内流场分布规律的定性分析结果表明:在原机预燃室中（加浓喷射角度为7°），中心射流贯穿距离较大，能够形成预燃室滚流;这对预燃室内的燃空分布会产生重要影响。 为了明确加浓喷射角度对预燃室流场分布的影响规律，论文还对5°、9°、11°三种加浓喷射角度条件下预燃室内的流场情况进行了实验测试与分析。结果表明:加浓喷射角度为5°和9°时预燃室流场的分布与7°时并无明显差别;在加浓喷射角度为11°时预燃室内流场在中心射流的两侧均产生涡旋，从而推测场内的湍流度增大。不同加浓喷射角度下实验研究为预燃室加浓系统的优化设计提供了有力的依据和指导。 |
| 作者： | 曲闯 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 冯立岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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