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基于CFD的船用柴油机燃烧与颗粒物排放分析
| 论文题名： | 基于CFD的船用柴油机燃烧与颗粒物排放分析 |
| 关键词： | 船用柴油机;喷油器;燃油雾化;颗粒物排放;计算流体力学 |
| 摘要： | 喷油器是柴油发动机喷射系统的最终执行机构，对燃油射流的雾化质量起着至关重要的作用，最终它直接体现在柴油发动机的动力性指标、经济指标和有害物质排放指标上。燃油在气缸内的雾化程度直接影响到发动机的颗粒物排放，因此深入研究分析燃油在气缸内雾化的影响因素有着重大的意义。主要工作如下: (1)利用CFD三维流体模拟分析软件，模拟柴油机喷油孔燃油流动状态和喷孔外燃油雾化情况。选取了三个不同喷孔参数的喷油器，进行了喷油器内流体实体模型创建，利用ANSYS Workbench的Mesh模块对模型进行网格划分，采用Inflation mesh网格划分方法处理边界层，加入了两相流的模型以及空穴模型，对模型施加约束和载荷确立了初始条件，带入求解器，获得三个方案的喷油器各自在压力、湍动能、气相密度、流速、速度矢量等关键参数各三维流场的分布图制作各场分布云图来描述燃油的流态，通过对云图的对比和分析。分析讨论了各因素对燃油物化的影响规律。 (2)利用了AVL Fire软件建立了L250型柴油机燃烧计算的三维模型，选取了能代表整个缸内燃烧过程的扇形区域，对湍流、喷雾、自燃、燃烧等参数进行设置，确定了模型中的各参数取值。仿真计算值与实测值吻合较好基本反映汽缸内的实际燃烧过程。对不同喷孔方案对燃烧过程中颗粒物生成相关的浓度场与温度场的分析，讨论了哪种情况更有利于控制碳烟排放。 (3)对不同喷孔参数的喷油器进行柴油机台架试验，喷油器喷孔参数改变，影响了从燃油的雾化状态，并最终影响了柴油机的颗粒物排放、燃油经济性、排气温度、最大爆发压力等指标，并确定了最优方案。 |
| 作者： | 牛志坚 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 谢宗法 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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