燃烧室结构对天然气转子发动机燃烧过程的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第22期机械工程学报Vb1．51NO．222015年11月JOU『RNALOFMECHANICALENGINEERINGNOV．2015DoI：10．3901／JME．2015．22．141燃烧室结构对天然气转子发动机燃烧过程的影响木范宝伟潘剑锋黄俊2肖曼姚嘉琪f】1．江苏大学能源与动力工程学院镇江212013；2．中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所无锡2140631摘要：以一台由端面进气汽油转子发动机改装而来的预混天然气转子发动机为研究对象，在FLUENT软件的基础上通过编程实现转子发动机三维网格的偏

2、心运动，并选择合适的湍流模型、燃烧模型以及详细的CHEMKIN化学反应机理，建立基于化学反应动力学的端面进气天然气转子发动机三维动态数值模拟模型。通过与试验数据进行对比和分析，验证模型的可靠性。在此基础上，研究燃烧室结构对端面进气天然气转子发动机的缸内流场、温度场和中间产物浓度场的影响。结果表明，当燃烧室凹坑布置于转子曲面长度方向的前端和转子曲面宽度方向的中心时，燃烧过程同时利用了燃烧室后部的滚流以及燃烧室中部高速流区对火焰的加速作用，缸内整体燃烧速率最大。同时，其缸内压力最大以及中间产物OH的生成量也最大，其压力峰值比中置凹坑燃烧室提高了19．9％，但

3、其NO质量分数仍在O．5％以内。关键词：燃烧室结构；天然气；端面进气转子发动机；流场；燃烧过程；三维动态模拟中图分类号：TK45InfluenceofCombustionChamberConfigurationonCombustionProcessofNaturalGas-fueledRotaryEnginesFANBaoweiPANJianfengHUANGJunXIAOManYAOJiaqi(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，JiangsuUniversity,Zhenjiang212013；2．WuxiFuel

4、InjectionEquipmentResearchInstitute，FAW,Wuxi214063)Abstract：Takingasideportedpre—mixednaturalgas-fueledrotaryengineconvertedfromagasolinerotaryengineasthestudyobject．OnthebasisoftheFluentsimulationsoftware，athree．dimensionaldynamicsimulationmodelisestablishedbywritingdynamicmeshp

5、rogramsandchoosingthereasonableturbulentmodel，combustionmodel，CHEMKINmechanism．Thethree—dimensionaldynamicsimulationmodelbasedonthechemicalreactionkineticsisalsovalidatedbytheexperimentaldata．Onthisbasis，thethree—dimensionaldynamiccharacteristicsforflOW,temperaturefieldandthecomb

6、ustionintermediateproductunderdiferentcombustionchamberconfigurationareanalyzed．Theresultsshowthatwhentherotorpocketislocatedatthefrontendofrotorsurfacealonglengthdirectionandthecenteroftherotorsurfacealongwidthdirection，atumbleintherearofcombustionchamberandahighspeedflowinthemi

7、ddleofcombustionchamberaremadefullusetoincreaseflamespeed．Theflamepropagationspeedreachesthemaximumvalue．TheindicatordiagramisbestandtheproductionofOHisbiggest．Comparingwithmidpocketcombustionchamber,thefrontpocketcombustionchambershowsa19．9percentincreaseinthepeakpressures，butNO

8、emissionmassfractionstillstaywithin0．5pe