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船用柴油机喷油器参数对燃烧特性影响的研究
| 论文题名： | 船用柴油机喷油器参数对燃烧特性影响的研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;喷油器参数;数值模拟;燃烧特性 |
| 摘要： | 船用低速二冲程柴油机燃烧特性主要取决于缸内混合气的形成，燃油的喷雾特性对混合气形成有很大影响，而燃油的喷雾特性则直接由喷油器参数决定。所以喷油器参数对船用低速柴油机燃烧过程影响的研究是十分有意义的。研究燃烧过程除传统的试验方法外，基于台架试验的柴油机燃烧过程数值模拟也是一种有效的方法。 以某船用低速二冲程柴油机为研究对象，首先，建立由气缸、扫气箱和排气道构成的流体域几何模型，根据各个部分特征差异综合运用STAR-CD/ES-ICE、PRO-STAR、ICEM和 STAR-CCM+软件分别对其进行网格划分，并将各个部分网格装配在一起，得到柴油机缸内工作过程模拟的计算模型。然后，结合一维系统仿真提供的初始边界条件对缸内换气、喷雾及燃烧过程进行模拟，对计算结果进行分析，将计算所得的燃烧放热率曲线与参考机型的试验结果进行对比验证了计算模型的准确性。最后，在喷雾及燃烧过程模拟的基础上应用控制变量法研究喷孔个数、喷孔夹角、喷孔喷射方向、喷孔布置形式等喷油器参数对船用低速柴油机燃烧过程的影响，着重分析缸内燃油、温度、NOX浓度分布情况的云图；放热率、缸内平均压力、温度、NOX生成量的变化曲线，得到喷油器参数对燃烧特性的影响规律，为燃料喷射系统开发提供参考。 研究结果表明：换气过程模拟得到的流体系数是一维系统仿真的重要参数，扫气效率、给气效率为一维提供参考；喷雾及燃烧过程模拟得到缸内各变量分布及燃烧过程中各变量的变化曲线为柴油机缸内燃烧分析奠定了基础；喷油器喷孔个数对燃油蒸发雾化质量有影响，特别是对滞燃期内燃油蒸发量影响较大，每增加一个喷孔，NOX生成量约增加6％~9%；喷孔夹角影响燃油的空间分布，特别是燃油与缸盖间的距离，喷孔夹角每减小2.5°，NOX生成量约减少2.5%-5%，喷孔夹角每增加2.5°，NOX生成量约减少1.5%-3%、原机喷孔夹角下NOX生成量最多；喷孔方向影响燃油的空间分布，特别是燃油与缸壁之间的距离；双层喷孔能够增大燃油空间上的分布范围，同时避免相邻喷孔喷射出的燃油之间产生干涉。 |
| 作者： | 丁飞 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李钦奉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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