文档介绍：江苏大学
硕士学位论文
天然气发动机缸内三维数值模拟
姓名:吴端国
申请学位级别:硕士
专业:动力机械及工程
指导教师:罗福强
20100604
摘要江苏大学硕士学位论文在能源危机和环境污染问题日趋严重的今天,液化天然气由于天然气的化学性质稳定,火焰传播速度慢,发动机存在平均有效压力低、局部热负荷高及热效率不高等问题,因此必须从改善缸内燃烧过程来提高发动机的性能,研究直喷式天然气发动机的燃烧过程对指导天然气发动机的设计开发工数值模拟和台架试验是研究发动机燃烧性能的两个主要手段,应用术对发动机工作过程进行数值模拟可以提供缸内所有相关变量详尽而又完备的资料,使研究者清晰地了解缸内燃烧的变化历程,找出燃烧组织不足之处,并本文系统的论述了缸内燃烧过程的三维数值模拟计算模型和数值计算方法,其对缸内气体的气相湍流流动模型,缸内火花塞点火模型和燃烧模型在理论上进行了具体的分析。应用究7⒌娜的D釬砑栽烧及膨胀过程进行了建模和仿真,在模型得到试验验证的基础上,对该内直接喷射发动机的气体运动过程和燃烧过程进行了数值模拟,详细地展示了缸内流场、缸内ǘ瘸『臀露瘸∫约芭欧盼锏姆植脊媛伞应用软件,本文主要从以下两方面对一台型车用直喷式天然气发动机的缸内流场和燃烧过程进行了详尽的模拟计算与分析:①燃烧室形状:在压缩比￡的情况下,开发了设计了几种不同燃烧室凹坑位置的燃烧室,对比了这几种燃烧室的缸内流场,分析了不同形状燃烧室的缸内温度及排放物浓度分布情况。研究结果表明:缸内气流运动对燃烧过程有较大影响。恰当的燃烧室凹坑位置可以对挤流运动起到一定的导向作用,加强了挤气效果,增大了上止点附近燃烧室内的湍流强度,提高了燃烧速度。②点火提前角:对于相同形状的燃烧室,采用不同的点火提前角对啄谥迸绶⒍忌展探心D夥抡婕扑恪研究结果表明:恰当的点火提前角可以使呐欧庞兴档汀Mü圆煌点火提前角参数进行模拟仿真计算得出最佳匹配参数。虺芁魑R恢智褰嗟拇萌剂显诜⒍系玫搅斯惴旱挠τ谩作及提高其动力性和经济性,有较大的理论及实际意义。采取相应的措施改善燃烧。汽油机基础上开发的型啄谥苯优缟浞⒍难顾酢⒆呕稹⑷
关键词:江苏大学硕士学位论文研究表明,在综合考虑缸内压力、缸内温度以及欧潘降那疤嵯拢择适当的点火提前角和燃烧室形状可以显著提高啄谥苯优缟浞⒍男能。本文最后对缸内燃烧过程进一步的深入研究进行了展望。缸内直喷,天然气发动机,燃烧过程,数值模拟,排放Ⅱ
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、勰纤学位论文作者签名:吴讳萄怠耭秒日学位论文版权使用授权书甏蹙鏒日意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口,在年解密后适用本授权书。不保密口。指导教师签名:
学位论文作者签名:精阂独创性声明日期:洲暌自拢标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式
第一章绪论引言江苏大学硕士学位论文量仅为世界总储藏量的%,年起我国已成为石油纯进口国,。燃油利用率与国外先进机型相比约低%。%,每年多耗油万吨以上,相当于年石油消费量的六分之一。因车的拥有量将达到亿辆【卜。随着汽车产量和保有辆的不断增加,汽车工业在对人类文明作出巨大贡献的同时,也给人类的生存环境带来了越来越明显的负面影响,例如健康、能源短缺、交通拥挤、气候变化和环境污染等问题。具体主要表现在两个方面:油产品被汽车消耗【浚谖夜嫉谋壤蟆F荡笤济磕晗奈夜产量的%和柴油总产量的%菰げ猓蚩晒┛2傻氖妥懿吭石油是我国的重要能源。随着国民经济的快速发展和能源需求的不断增加,石油供需之间的矛盾已越来越大。节能、环保是与内燃机发展密切相关的两大主题。世纪年代后的三次世界石油危机,使石油供给矛盾显得日益突出。中国是一个贫油国家,石油储藏得十分突出。表列出了我国一年石油的供需量。国内燃机的燃油利用率比此,开展内燃机的节能及替代能源的研究事关国家能源安全,意义极为重大。自从汽车问世一百多年来,全球汽