文档介绍：江苏大学
硕士学位论文
DLH1105柴油机工作过程数值模拟与燃烧室改进研究
姓名:张梦云
申请学位级别:硕士
专业:工程热物理
指导教师:薛宏
20100601
摘要柴油机具有热效率高和经济性好的优点,广泛应用于农业机械、工程机械、汽车工业、船舶机械、电力工业等领域。柴油机的燃烧过程是其工作循环的核心和关键,直接影响柴油机的动力性、经济性和排放性能。因而,在石油资源加速减少和环境要求的日益提高的形势下,优化柴油机的燃烧过程具有非常重要的意义。相对于试验研究,内燃机缸内燃烧过程的多维数值模拟,在预测柴油机性能、指导和优化燃烧系统设计等方面,不但数据获取更方便,而且系统开发成本低,研发周期短,是研究柴油机燃烧这一复杂多变的物理、化学过程的重要研究手段。本文在分析国内外柴油机燃烧过程数值模拟发展动态的基础上,采用捣治鋈砑瓹訢型直喷柴油机缸内喷雾和燃烧过程进行了多维数值模拟,得到了该型柴油机燃烧室的优化设计方案,取得了一些具有重要学术意义和实际应用价值的结论:迪至硕愿淖癉型直喷柴油机缸内喷雾和燃烧过程的动态数值模拟,并将模拟结果与柴油机缸内喷雾和燃烧可视化试验的结果进行对比,验证了模拟计算的准确性。擞肧瓹魈宸治鋈砑舷晗傅卣故玖薉型柴油机的缸内流场、喷雾发展形态、喷雾液滴的空间分布情况及其燃烧的温度场、压力场。为提高裼突墓ぷ餍阅埽⒔档蚇和碳烟排放,在保证原有压缩比不变的情况下,设计出了三种不同形状和结构的燃烧室,燃烧室的形状和结构分别为敝口型、直口型和缩口型。圆煌巫春徒峁沟娜忌帐夷诓康呐缬秃腿忌展探辛耸值模拟,结果表明,缩口型燃烧室燃烧质量最好,敞口型燃烧室次之,江苏大学硕士学位论文
直口型燃烧室较差。这是因为缩口型燃烧室具有较合理的涡流分布,较长的涡流持续期,较大的挤流强度,有利于混合气的形成,加速了扩散燃烧过程。本文的研究工作为下一步柴油机燃烧系统的具体尺寸优化提供了依据。江苏大学硕士学位论文关键词:柴油机,喷雾燃烧,多维数值模拟,高速摄影,燃烧室形状Ⅱ
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指导教师签名:幽学位论文作者签名:豺亨之学位论文版权使用授权书沙,、使用学位论文的规定,同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保密口,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于论文。不保密团。
学位论文作者签名:劈、萝力独创性声明本人郑重声明: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,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:阳/,汐年多月,,日
第一章绪论前言江苏大学硕士学位论文为了满足各行各业对内燃机性能不断提高的要求,并符合各种严格的排放法规,开发低排放,高效率的内燃机是当前内燃机研究的中心课题【。由于柴油机高效、节能、经济实用以及大转矩的特点,广泛应用在舰艇、船舶、内燃机车、汽车、军用车辆、石油钻探及小型电站上,而且越来越多的汽车开始以柴油机为动力。它在国民经济和国防建设中占有重要的地位。在过去的二十多年中增压系统的采用提高了柴油机的动力性和经济性,增强了与汽油机的竞争力。但柴油机还存在着臀⒘E欧水平高、噪声大的缺点。随着对环保的日益重视,在全球范围内各国政府不断推出更严格的排放法规迫使柴油机研究者必须改善柴油机的这些性能。柴油机的喷雾和燃烧过程是其工作过程的核心,为降低排放和燃油消耗率,改善柴油机的喷雾和燃烧过程一直是科研人员的一个重要研究内容由于柴油机缸内燃烧可视化方法对流场无干扰,便于观测喷雾、气流运动、火焰扩展等物理过程,因而它已成为柴油机燃烧过程研究中的一种重要手段。目前,美国、日本等发达国家愈来愈系统深入地开展柴油机缸内燃烧过程的研究。对燃烧过程的研究除试验方法外,建立在试验基础上的内燃机燃烧过程的数值模拟也是一项强有力的传统的柴油机工作预测手段不论在燃烧室形状和喷射系统参数的关系上,还是在柴油机的性能和排放特性方面都只能提供有限的信息,而且花费大、周期长、适应性小、效果不明显等问题越来越突出。内燃机的缸内流动和燃烧过程在各种热机和燃烧装置中最为复杂,内燃机的工作过程是强烈瞬变的,其工质具有强烈的压缩性,其气缸内可能同时存在多种大尺度运动和微小涡团的湍流运动,且两者之间有密切的耦合和相互作用;其燃烧室可能具有各种