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题目:点燃式煤层气发动机燃烧特性的数值模拟分析

关键词:煤层气发动机;燃烧室;燃烧;数值仿真计算

  摘要


        随着能源问题加剧和排放法规的日益严格,代用燃料的研究成为发动机领域的重点研究方向。煤层气作为一种非常规的天然气,储量丰富且燃烧清洁,逐渐受到各国研究人员的关注。本文以数值模拟为研究手段,对发动机燃用煤层气的缸内燃烧特性和NO排放性能进行了研究。

      首先通过对三种不同密度的网格模型进行网格无关解验证。在此基础上,设计并建立标号为A、B、C的三种燃烧室的网格模型,通过数值仿真计算来研究燃烧室形状对煤层气发动机缸内燃烧性能的影响。然后,在B燃烧室中对不同发动机转速、不同过量空气系数以及不同点火提前角进行了数值模拟计算,分析并讨论其对煤层气发动机缸内燃烧特性、相关物理流场和NO排放性能的影响。

       研究结果表明:燃烧室形状对燃烧特性和NO排放性能一定的影响,A燃烧室的平均湍动能最大,NO生成量最大,C燃烧室的爆发压力最高,B燃烧室的放热率最大,化学反应放热效果最好,NO生成量最小,为三种燃烧室中的高效低污染可稳定燃烧的燃烧室;在一定的发动机转速下,通过调节过量空气系数和点火提前角,能够实现最佳的燃烧性能和NO排放性能。