船用低速二冲程柴油机机内净化数值模拟研究

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1、犬大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士享位文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ船用低速二冲程柴油机机内净化数值模拟研究、／动力机械及工程丨丨学科专作者姓名指忌教师隆武强教授答辩日期—硕士学位论文船用低速二冲程柴油机机内净化数值模拟研究－ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎＩｎｃｙｌｉｎｄｅｒＣｌｅａｎｉｎｇｗ－－ＴｅｃｈｎｏｌｏｉｅｓｆｏｒＬｏｓｅｅｄｔｗｏｓｔｒ

2、ｏｋｅＭａｒｉｎｅＤｉｅｓｅｌｅｎｉｎｅｓｇｐｇ作者姓名：李丹学科、专业：动力机械及工程学号：２１２１００６９指导教师：隆武强－－完成日期：２０１５０５３０大生理工大摩ＤａｌｉａｎｈｎｏｌｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｇｙｒ大连理工大学学位论文独创性声明：作者郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申

3、请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：ｆｅ〕冲叙便坤；值後？氛作者签名：日期：年ｉ月日」２辦＿＿＿雄ａｘ大学硕士学位论文摘要。柴油机作为船舶的主要推进动力，被广泛应用的同时也受到了严格排放法规的限制国际海事组织一ＩＭＯ将于２０１６年实施ＴｉｅｒＩＩＩ排放法规，这对船舶柴袖机来讲无疑是项巨大的挑战。为了能快速占领市场，世界知名船舶柴油机厂家纷纷

4、研究大幅度降低ＮＯｘ排放的技术路线。在环保和节能严格要求的背景下，本文针对某型二冲程柴油机展。幵机内净化数值模拟研究，为该机型的优化提供实际参考ＳＴ和Ｆ一论文应用ＢＯＯＩＲＥ进行柴油机工作过程的维和三维ＣＦＤ耦合模拟计算。根据发动机的实际结构和相关参数建立工作过程数值模型，并通过柴油机台架性能实验数据对比分析对数值模型进行校准。在此基础上，分析进排气流量、＆内压力、温度、放热率、ＮＯｘ分布等详细性能参数，以便进行后续优化。ＭｉＵ、ＥＧＲ在进行机内净化技术的数值模拟中，文中设计了多种ｅ

5、ｒ循环高压缩比和率方案。根据原机结构特点进行Ｍｉｌｌｅｒ循环技术方案，该柴油机为直流扫气二冲程柴油机：ＮＯ，因此对其进行了六种排气门推迟关闭的Ｍｉｌｌｅｒ正时方案研究。结果表明ｘ排放随排气门关闭正时的推迟而降低，Ｍ３０方案可使ＮＯｘ降低４５％，但是燃油消耗率基本。呈上升趋势，只有Ｍ５方案的油耗与原机持平为改善Ｍｉｌｌｅｒ循环的经济性，配合使用双级增压系统５－２Ｓ和Ｍ１０－２。釆用双级增压后，各Ｍｉｌｌｅｒ方案的燃油消耗率明显改善，Ｍｓ方案的经济性均优于原机。为了给后文的ＥＧＲ优化提供更多的基

6、础方案，在双级增压Ｍｉｌｌｅｒ循环的基础上进一行了两组提高几何压缩比的计算。通过维工作过程的扫描计算发现，几何压缩比每增一０．６／ｋＷｈ左右加，燃油消耗可以降低０．７从ｇ；维模拟结果中择优选取油耗低于原机的方案。通过三维工作过程计算发现，几何压缩比提高后ＮＯｘ排放高于单独Ｍｉｌｌｅｒ循环方一案，但是爆发压力仍低于原机额定工况的爆发压力，满足设计要求。为了进步降低ＮＯｘ排放，在Ｍｉｌｌｅｒ循环与高压缩比方案的基础上同时结合高压ＥＧＲ，对多种方案进行－，ＢＳＦＣ。研究发现不同ＥＧＲ率的模拟分析从

7、中选择最优的ＮＯｘ折衷关系，通过优化Ｍｉｌｌｅｒ循环、高压缩比与ＥＧＲ结合方案，可以在不使用后处理技术和保持燃油经济性的条件下大幅降低ＮＯｘ，与原机相比达到５０％左右的下降幅度。关键词：低速柴油机；Ｍｉｌｌｅｒ循环；ＥＧＲ；ＮＯ，排放；数值模拟－－Ｉ船用低速二冲程柴油机机内净化数值模拟研究Ｎｕｍｅｒｃａｔｎｓｅａｒｃ－ｃｎｄｅｒｎｎｓｉｌＳｉｍｕｌａｉｏＲｅｈｅｓｏｎＩｎｙｌｉＣｌｅａｉｇＴｅｃｈｎｏｌｏｉｅｇ－ｆｏｒｏｗｅｅｄｗｏ－ｏｋｅａｒｎｅｓｅｅｎｅＬｓｐｔ

8、ｓｔｒＭｉＤｉｅｌｇｉｎｓＡｂｓｔｒａｃｔＤｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅｓａｓｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｏｆｓｈｉｐｓ，ｔｈｅｙｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｂｕｔｌｉｍｉｔｅｄｂｙｔｈｅｓｔｒｉｃｔｅｍｉｓｓｉｏｎｓｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ．ＴｈｅＩＭＯＴｉｅｒＩＩＩｅｍｉｓｓｉｏｎｒ