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某喷水推进艇用柴油主机性能研究
| 论文题名： | 某喷水推进艇用柴油主机性能研究 |
| 关键词： | 喷水推进;艇用柴油主机;燃烧系统;涡流室;工作性能 |
| 摘要： | 近年来，在国内越来的越多高速船舶已经开始采用喷水推进装置，但是配置于该类船舶的主机除须满足船艇设计航速、设计载荷等基本要求外，转速、重量、体积、振动噪声控制等方面均要求较高，涡流室式柴油机由于燃烧系统特有的低排放、低噪声、工作柔和、高速适应性好可以适应恶劣环境等优点，可以有效满足高速艇用柴油机的技术要求，因此深入研究涡流室式柴油机的燃烧系统有着深刻的意义。 本文运用计算流体力学分析方法，对某型高速艇用涡流室柴油主机工作过程进行模拟，主要做了以下几个方面的工作： 1、将某型高速增压涡流室柴油机作为研究对象，当设定好模型的初始条件、边界条件以及各子模型的参数以后，建立涡流室柴油机的计算模型。 2、对涡流室柴油机模型进行模拟计算，通过模拟结果与缸内平均压力试验数据的对比分析可知，缸内平均压力曲线试验值与模拟值的变化趋势基本一致，结果满足工程实际要求。 3、分析了不同喷油提前角对涡流室柴油机工作性能的影响。结果表明，喷油提前角越大，滞燃期内累积的可燃混合气量增加；涡流室内混合气着火提前，冷启动性能变好，缸内燃烧压力、温度曲线峰值上升且后燃期变短。当涡流室柴油机的喷油提前角从10°CA增加到14°CA时，缸内最高爆发压力增加0.66MPa。经过对原机进行试验验证，与原提前角相比，喷油提前角为14°CA时功率升高0.38kW，烟度排放下降3.2％。选择14°CA喷油提前角时可以较好改善该型柴油机的性能。 4、分析了不同连接通道倾斜角对涡流室柴油机工作性能的影响。结果表明，连接通道倾斜角度越大，涡流室内的能量损失越小；主燃室内的混合气速度越高，燃油与空气混合的越好。当倾斜角度由35°增大到45°时，缸内压力升高0.37MPa、温度上升65K且燃烧重心提前，NOx排放上升，碳烟排放下降。综合考虑，选择45°连接通道倾斜角对高速艇用柴油主机较为有利。 5、模拟了不同负荷条件对燃烧过程影响，结果表明：低负荷工作时，由于缸内喷油量少，从而燃油与空气混合形成的可燃混合气的量少，燃油与空气混合均匀度提高，在燃烧过程中的做功能力差，但排放较低。高负荷工作时，同一时刻喷入柴油机涡流室内的燃油量增加，缸内形成的可燃混合气浓度增加，从而使着火时刻提前，缸内的平均压力与温度提高，动力性变好，同时污染物生成量增多。 本文从燃烧机理的角度研究分析了涡流室柴油机的燃烧过程，为涡流室柴油机在高速艇上的应用提供了重要参考。 |
| 作者： | 厚阳 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 苏石川 |
| 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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