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船用低速柴油机燃烧与排放数值模拟研究
| 论文题名： | 船用低速柴油机燃烧与排放数值模拟研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;预喷燃烧;氮氧排放;经济性;负荷试验 |
| 摘要： | 船用低速柴油机具有效率高、功率大、寿命长、工作可靠、转速低以及可燃用劣质柴油等优点，因此被广泛的应用于船舶主机。随着以低速柴油机为主要动力装置的船舶运输工具保有量的增加，对船用柴油机的燃油消耗率及排放物的生成量的研究也越来越多。船用低速二冲程柴油机的体积、功率都较大，因此对其进行传统的试验研究便显得相当困难，这便使得数值模拟方法越来越受到人们的重视，渐渐的成为研究船用大功率低速柴油机的一项强有力的措施。 本文运用AVL的Boost和Fire软件，以一台船用低速柴油机为仿真模拟研究的对象，分析该型柴油机75％负荷时的扫气过程以及燃烧过程，研究预喷，包括预喷时刻和预喷油量，对该型柴油机的燃烧与排放的影响。主要工作内容如下： （1）建立了包含扫气道、气缸和排气道的全模型，利用75%负荷的试验数据对该模型进行了合理的验证，并在此基础上，对该型柴油机75%负荷时的扫气过程以及燃烧过程进行了合理的分析； （2）在预喷油量恒定的情况下，研究了不同预喷时刻对缸内燃烧与排放的影响。分析了不同的预喷时刻对缸内压力、温度、燃烧放热率、功率以及NO和SOOT的生成的影响。结果表明，预喷时刻设置在上止点前30°CA之前，预喷燃油在燃烧之前能进行良好的预混合，而上止点前30°CA之后进行的预喷，预喷燃油在很短的时间便会发生燃烧；同时合理的预喷时刻，能够实现功率的提升，但是会增加NO的排放，降低SOOT排放； （3）在预喷时刻恒定的情况下，研究了不同的预喷油量对缸内燃烧与排放的影响。分析其对缸内压力、温度、燃烧放热率、功率以及NO和SOOT的生成的影响，认为在上止点前40°CA预喷时，预喷油量为总喷油量的18.9%时，能得到最好的经济性，但同时，预喷却会导致NO排放增多和SOOT排放降低。 通过本文的研究，发现单纯对预喷时刻与预喷油量进行合理的选择，能够有效的提升所研究柴油机的经济性，降低SOOT排放，但是同时也会导致NO排放的增加。 |
| 作者： | 张函桥 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 王忠俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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