船用低压双燃料发动机性能仿真研究

《船用低压双燃料发动机性能仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、：密级：分类号ＵＤＣ：：编号’工学硕士学位论文船用低压双燃料发动机性能仿真研究硕士研究生：白皆松指导教师：周松教授学科、专业：动力工程及工程热物理：论文主审人．冯永明副教授＇哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文船用低压双燃料发动机性能仿真研究硕士研究生：白皆松指导教师：周松教授学位级别：工学硕士学科、专业：动力工程及工程热物理所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年3月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertatio

2、nfortheDegreeofM.EngSimulationonPerformanceofMarineLow-PressureDual-FuelEngineCandidate:BaiJiesongSupervisor:Prof.ZhouSongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringScienceSpecialty:PowerEngineeringandEngineeringThermalPhysicsDateofSubmission:Mar.,2018DateofOralExamination:Mar.,2018Universi

3、ty:HarbinEngineeringUniversity船用低压双燃料发动机性能仿真研究摘要随着经济全球化的发展，船舶航行排放的尾气对全球空气质量产生了重大影响。为有效控制有害气体排放，国际海事组织(IMO)出台了《MARPOL73/78公约》附则VI《防止船舶造成空气污染规则》，其中明确对船舶尾气中污染物排放限值做了规定。面对日渐严格的排放法规，双燃料发动机技术以其良好的排放性已成为船舶发动机重要的发展方向。本文以某型船用二冲程低速双燃料发动机为研究对象，通过数值模拟的方法，详细分析了低压双燃料发动机的工作过程，并在此基础上研究了天然气喷射条件和预燃室结构对发动机性能和排

4、放的影响。对低压双燃料发动机的优化奠定了基础。首先，利用CFD仿真软件建立低压双燃料发动机三维仿真模型，并进行网格、边界划分及计算参数配置。结合各工况(25%工况、50%工况、75%工况、100%工况)下试验数据对计算模型进行标定校验。模型中所涉及到的相关边界条件和初始条件由所建立的低压双燃料发动机一维计算模型提供。利用校验后的三维计算模型对各工况下发动机扫气、天然气喷射、引燃油燃烧等过程进行分析。研究了各工况下不同工作过程对发动机缸内物理场的影响，并根据结果得到了缸内压力、温度以及污染物生成量的变化规律。其次，通过改变天然气喷阀结构和天然气进气条件，研究了天然气喷射角度、天然

5、气喷阀位置、天然气喷阀直径、天然气进气时刻以及天然气喷射持续期对发动机性能和排放的影响。分别从对流场、燃烧以及排放的影响三方面进行分析，详细探究了各参数条件对速度场、混合气均匀性、缸内压力、平均温度、放热率以及污染物排放量变化的影响规律。最后，探究了预燃室结构改变（有无预燃室结构、预燃室通道直径、预燃室通道角度），以及引燃油喷油条件改变（引燃油喷孔数、引燃油喷射时刻、喷油持续期）对发动机性能和排放的影响。从对火焰传播、燃烧以及排放的影响考虑，分析了燃烧过程中温度场分布、速度场分布、缸内及预燃室内压力温度、放热率以及污染物生成量的变化规律。本文所得到的研究成果可以为船用低压双燃料

6、发动机的设计、优化提供参考，并为进一步提高发动机性能并降低排放打下基础。关键词：低压喷射；双燃料发动机；天然气；预燃室；排放船用低压双燃料发动机性能仿真研究AbstractWiththedevelopmentoftheeconomicglobalization,exhaustemissionsfrommarinetransporthaveasignificantimpactonglobalairquality.Inordertoeffectivelycontroltheemissionofmarineexhaustgases,AnnexVI"Regulationsforthep

7、reventionofAirPollutionfromships"ofthe"MARPOL73/78"issuedbytheInternationalMaritimeOrganization(IMO)，andclearlystipulatestheemissionlimitsofpollutantsintheexhaustofships.Thefaceofincreasinglystringentemissionregulations,dual-fuelenginetechnologywit