發(fā)布時間：2025-02-13 19:31

　　船舶工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展面臨著能源與環(huán)境的雙重挑戰(zhàn)，利用天然氣替代部分柴油是解決這一問題的有效途徑之一。當前，在原柴油機基礎上加裝天然氣噴射或混合裝置改裝成預混天然氣/柴油雙燃料發(fā)動機的方法，已成為行業(yè)內推崇的技術路線。但當前國內改裝的船用預混天然氣/柴油雙燃料發(fā)動機普遍存在天然氣替代率偏低的問題。 為了進一步提高天然氣替代率，需要對雙燃料發(fā)動機的燃燒特性進行深入研究。本文選定對雙燃料發(fā)動機燃燒過程有重要影響的不同的噴油時刻和EGR率參數條件，研究不同天然氣替代率對雙燃料發(fā)動機燃燒過程的影響。其中工況選擇為600r/min，過量空氣系數為1.5的大負荷工況，保證噴油速率不變，噴油時刻分別選取5°BTDC、2°ATDC和5°ATDC，EGR率選取30%和0%。在各種工況參數條件下研究天然氣替代率分別為90%、70%、50%和純柴油時雙燃料發(fā)動機燃燒過程產生的差異。 首先，應用PRO/E軟件建立燃燒室的幾何模型，并采用AVL FIRE軟件中的FEP網格劃分工具對燃燒室網格進行劃分。燃燒模型則選用CFD耦合正庚烷與甲烷反應組成的簡化化學反應機理。根據實驗數據對初始條件和邊界條件進行設置，并...

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.12011年中國能源結構圖

圖1.12011年中國能源結構圖天然氣資源非常豐富[7]，但我國的天然氣能源利用比例只占界平均水平的1/8左右。這與我國當前的能源結構不合理有關賴煤炭作為主要能源，而對清潔燃料天然氣的利用率相對偏我國近期的能源結構圖。目前我國正努力提供大力提高天然氣境，并提出了一系列切....

圖1.2預混天然氣/柴油雙燃料發(fā)動機簡圖

圖1.2預混天然氣/柴油雙燃料發(fā)動機簡圖天然氣替代率的計算方法如公式（1-1）所示。天然氣替代率公式：Z=100(%)…………………(1-1)mgas和mdiesel分別表示天然氣和柴油的質量。其中甲烷的熱值qgas取為49.8MJ/kg,柴油的熱值取為43MJ/....

圖2.1噴霧模型示例圖

混合氣流以及壁面發(fā)生一連串復雜的物理作用即燃油從噴嘴噴射入發(fā)動機氣缸，在缸內的高溫和高壓及湍流作用下，先由射流破裂變成油滴，然后油滴破裂再變成子油滴。同時還會出現油滴的減速，運動規(guī)律的改變，液滴蒸發(fā)，液滴之間的碰撞，液滴與燃燒室缸壁的碰撞等物理現象如圖2.1所示，在著火之后噴....

圖2.2油滴碰壁

圖2.2油滴碰壁2.3湍流模型上述2.1.1小節(jié)的守恒方程均是針對于層流情況建立的，然而發(fā)動機的缸內燃燒屬于湍流燃燒，缸內的實際流動一般是強烈瞬變的湍流狀態(tài)。在整個發(fā)動機工作過程當中，缸內的氣體一直進行著瞬息萬變而又極其復雜的湍流運動。在內燃機工作過程包括燃燒過程中這....

本文編號：4034006