燃烧系统结构对船用中速柴油机性能影响试验研究

发布时间：2017-08-25 02:21

  本文关键词：燃烧系统结构对船用中速柴油机性能影响试验研究

  更多相关文章： 船用中速柴油机 性能 燃烧系统 超立方抽样 排放

【摘要】：随着海运事业的发展和船舶保有量的增加,船舶用柴油机的排放污染比例有不断上升的趋势,因此船舶用的柴油机的排放污染已经受到世界各个国家的政府及国际海事组织(IMO)的高度重视。本文主要在某中速型涡轮增压船用柴油机的基础上,采用试验分析结合AVL-boost一维计算的研究方法,研究船用柴油机的缸内燃烧参数对性能参数、燃烧特性、排放特性的影响,在此基础上进行燃烧系统的计算优化并进一步试验验证。AVL-BOOST模拟计算的方式研究船用中速柴油机的配气凸轮相位对发动机缸内燃烧性能的影响,利用超立方抽样的方法进行优化设计,提高柴油机的性能参数。同时,进行不同增压器方案的匹配试验,进一步优化发动机性能参数,如烟度排放、燃油消耗率、涡前排气温度。对不同进气涡流比缸盖进行试验研究,分析了进气涡流对船用中速发动机性能的影响,选择进气涡流比为1.1的缸盖作为优化的方案。设计了三种不同形状的燃烧室,计算分析喷油器油束贯穿度与燃烧室的匹配,然后通过试验研究不同的燃烧室对比油耗、涡前排温和烟度的影响,选出最优燃烧室方案。对喷油器参数进行试验研究,分析了不同孔数、不同流量、不同喷雾锥角和不同突高对船用中速发动机比油耗、涡前排温及烟度的影响,选出喷油器优化方案。通过上述研究,该型船用柴油机优化匹配方案为涡流比1.1,增压器SJ170Y-S6,方案1凸轮轴,B型燃烧室,方案4喷油器。试验结果表明,优化后的发动机在供油提前角为13℃A时,NOx满足2008年经修订的MARPOL73/78附则Ⅵ防止船舶造成空气污染物规则的控制要求。在中高转速,发动机的排温、烟度、油耗大幅度下降。最佳油耗在600r/min～ 900r/min范围,最低比油耗为190.9g/(kW·h)。
【关键词】：船用中速柴油机 性能 燃烧系统 超立方抽样 排放
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.121.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 引言11-16
• 1.2 船舶柴油机排放污染物控制技术16-18
• 1.2.1 船舶柴油机SO_x排放控制技术16
• 1.2.2 船舶柴油机NO_x排放控制技术16-18
• 1.3 现代船舶中速柴油机技术发展18-21
• 1.3.1 船用柴油机“三高”发展19-20
• 1.3.2 电控燃油喷射系统20-21
• 1.3.3 新燃烧技术应用21
• 1.4 本课题的意义及研究内容21-22
• 第二章 试验研究与组织22-28
• 2.1 试验用发动机主要技术参数22-23
• 2.2 试验设备23-24
• 2.3 试验条件及方法24-26
• 2.3.1 试验条件控制24
• 2.3.2 试验方法24-26
• 2.4 试验测点的布置26-28
• 第三章 船用中速柴油机配气机构数值计算方法28-45
• 3.1 AVL BOOST数值模拟计算软件介绍28-29
• 3.2 模拟计算理论基础29-36
• 3.2.1 气缸内工作循环29-31
• 3.2.2 燃烧模型31
• 3.2.3 燃烧放热率的计算31-33
• 3.2.4 进排气质量流率计算33-34
• 3.2.5 拉丁超立方体抽样(Latin hypercube sampling)试验设计理论34-36
• 3.3 模型建立36-37
• 3.4 配气正时优化设计37-43
• 3.5 本章小结43-45
• 第四章 某型柴油机燃烧系统结构参数对性能影响的试验研究45-76
• 4.1 进排气系统对性能的影响45-65
• 4.1.1 涡轮增压器系统对性能的影响45-55
• 4.1.2 进气涡流对性能的影响55-64
• 4.1.3 本节小结64-65
• 4.2 燃烧室结构对性能的影响65-70
• 4.2.1 引言65-66
• 4.2.2 油束贯穿度计算66-69
• 4.2.3 试验数据处理分析69-70
• 4.3 喷油器结构参数对性能的影响70-76
• 4.3.1 喷油器突出高度的影响71-72
• 4.3.2 喷油器锥角的影响72-73
• 4.3.3 喷油器孔数的影响73-74
• 4.3.4 喷油器流量的影响74-76
• 第五章 某型柴油机性能及排放试验研究76-83
• 5.1 燃烧系统排放优化试验76
• 5.2 燃烧系统性能定型试验76-78
• 5.3 燃烧系统优化燃烧特性试验研究78-81
• 5.4 本章小结81-83
• 第六章 全文总结及展望83-85
• 6.1 全文总结83-84
• 6.2 工作展望84-85
• 参考文献85-90
• 致谢90

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;第四部份 燃烧系统及性能调整[J];小型内燃机;1971年02期

2 陈士尧;魏熔;孙秀;王彩华;;双卷流燃烧系统在1150B柴油机上的应用[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1993年04期

3 陆卫东;优化燃烧系统　提高喷塔产量[J];中国设备管理;2000年11期

4 向楠;;电厂低氮燃烧系统改造探讨[J];电站系统工程;2013年02期

5 陈丹之;低速燃烧系统的稳态工况的模化法则[J];工程热物理学报;1980年04期

6 史绍熙 ,赵奎翰 ,许斯都 ,付茂林;一种新型柴油机燃烧系统的研究[J];天津大学学报;1981年04期

7 朱元宪,胡国栋,周尚忠,于践;伞喷燃烧系统在车用柴油机上的应用研究[J];大连工学院学报;1987年03期

8 任新生;;燃烧系统中的节能问题[J];北京节能;1987年Z2期

9 杜嘉陵;周龙保;;燃用纯甲醇周向分层燃烧系统试验研究[J];贵州工学院学报;1988年02期

10 张银法;燃烧系统的能量效益分析[J];能源研究与信息;1992年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 岳彩芳;冯翠荣;;管式炉燃烧系统改造实践[A];2010年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2010年

2 王海波;;燃烧系统改造对提高锅炉燃烧稳定性的分析[A];贵州省电机工程学会2010年优秀论文集[C];2010年

3 曹文花;郭永奎;李海涛;李硕;;330MW机组锅炉低氮燃烧系统改造[A];第四届火电行业化学(环保)专业技术交流会论文集[C];2013年

4 孙敬;崔丽丽;;变频器在钢包烘烤器燃烧系统中的应用[A];2001中国钢铁年会论文集（下卷）[C];2001年

5 杨玲玲;;基于Matlab的燃烧系统虚拟仿真[A];04'中国企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会专辑[C];2004年

6 饶文涛;杜军;张鹤声;;工业炉蓄热燃烧系统的开发[A];中国金属学会第一届青年学术年会论文集[C];2002年

7 柳成亮;;“W”型火焰煤粉炉低NO_X燃烧系统改造探讨[A];全国火电大机组（300MW级）竞赛第38届年会论文集[C];2009年

8 冯宗田;曹磊;;浅析电厂燃煤锅炉燃烧系统优化调整[A];全国火电300MW级机组能效对标及竞赛第四十二届年会论文集[C];2013年

9 李萍;曾令可;程小苏;王慧;邓毅坚;麦振华;李永福;;预混式二次燃烧系统的节能减排效果[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2010年学术年会论文集（一）[C];2010年

10 张健;晋国栋;何国威;;三股射流燃烧系统的大涡模拟[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 记者 白茂槐　通讯员 亓伟娜;中冶东方研发的双燃料燃烧系统通过鉴定[N];中国冶金报;2011年

2 ;达涅利新建燃烧系统研究与实验中心[N];世界金属导报;2013年

3 王建新;奥运火炬这样诞生[N];人民日报;2007年

4 贺红卫;现代热气球[N];中国航空报;2000年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 苏立旺;柴油机侧卷流燃烧系统混合燃烧特性研究[D];北京理工大学;2016年

2 陈礼勇;高效清洁燃烧系统管理控制单元的开发与试验研究[D];天津大学;2012年

3 熊杰;氧燃烧系统的能源—经济—环境综合分析评价[D];华中科技大学;2011年

4 熊杰;氧燃烧系统的能源-经济-环境综合分析评价[D];华中科技大学;2011年

5 孙剑;大型循环流化床锅炉燃烧系统特性与建模研究[D];华北电力大学（北京）;2010年

6 何旭;基于喷雾撞壁的TR燃烧系统机理研究[D];大连理工大学;2006年

7 王燕军;基于两次喷射的汽油缸内直喷式燃烧系统的研究[D];清华大学;2005年

8 高海洋;QHCCI（准均质充气压缩点燃）燃烧系统研究[D];天津大学;2000年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李玉贺;燃烧系统结构对船用中速柴油机性能影响试验研究[D];广西大学;2016年

2 刘琛;基于专家决策模型的燃烧系统运行优化研究[D];华北电力大学;2012年

3 孙琦;甲烷高温贫氧燃烧系统的模拟优化[D];中国海洋大学;2013年

4 董鹏博;直喷式柴油机双层分流燃烧系统参数匹配优化研究[D];大连理工大学;2013年

5 李必成;数据挖掘集成模型的火电站燃烧系统控制优化研究[D];武汉大学;2005年

6 刘丽丽;基于智能控制和辐射能量的火电厂燃烧系统研究[D];东北电力大学;2008年

7 李小刚;电厂燃煤锅炉燃烧系统建模及控制策略研究[D];昆明理工大学;2007年

8 张华;柴油机斗笠状喷雾燃烧系统燃烧过程的试验研究[D];上海交通大学;2007年

9 王军;工业锅炉水汽系统和燃烧系统控制研究[D];合肥工业大学;2010年

10 李学忠;1036MW超超临界机组锅炉燃烧调整优化研究[D];华北电力大学;2012年

，

本文编号：734503