喷水对天然气发动机当量比燃烧和排放特性的影响

发布时间：2021-04-29 13:42

　　随着排放法规的日益严格,当量比燃烧成为国六天然气发动机的主流燃烧技术。不过,天然气的燃烧温度高,当量比燃烧会导致缸内热负荷和排气温度高。较高的缸内热负荷会增加天然气发动机发生爆震的几率,高排温也会对其排放后处理系统造成危害。因此,有必要采取措施来消除当量比燃烧带来的上述问题。本文首先通过定容燃烧弹实验和CHEMKIN数值计算的方式,研究了不同水稀释度、不同预热温度、不同稀释组分下水蒸气对天然气当量比燃烧层流火焰特性的影响规律,并对比了水蒸气的物理作用和化学作用对火焰速度的影响,为天然气发动机模型提供了基础燃烧速度数据和燃烧机理模型。之后,基于1.5TGDI天然气发动机模型使用AVL Fire软件计算了进气道喷水对天然气发动机燃烧及排放的影响规律。主要研究了不同水稀释度、不同点火提前角、不同喷水持续期和不同喷水锥角下水蒸气对天然气发动机缸内温度、缸内压力、放热率、缸内湍动能、NO排放、CO排放和颗粒物排放的影响规律。其中,不同水稀释度和不同点火提前角采用单点喷水,不同喷水持续期和不同喷水锥角采用双点喷水。基于定容弹实验研究获得:层流火焰速度随着水稀释度的升高呈现出线性下降的规律,水蒸气降... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 能源问题
        1.1.2 环境问题
        1.1.3 研究内容
    1.2 汽车发动机喷水燃烧技术发展现状
        1.2.1 柴油发动机喷水研究现状
        1.2.2 汽油发动机喷水研究现状
        1.2.3 天然气发动机喷水研究现状
    1.3 课题主要研究内容及意义
第二章 水稀释当量比甲烷燃烧的层流火焰特性实验及数值研究
    2.1 概述
        2.1.1 定容燃烧弹实验台及实验内容
        2.1.2 层流火焰传播速度和马克斯坦长度
        2.1.3 实验台实验结果的验证
    2.2 不同水稀释度时层流火焰特性
        2.2.1 不同水稀释度时层流火焰定容弹实验和计算结果
        2.2.2 不同水稀释度时层流火焰化学动力学研究
    2.3 不同稀释气时层流火焰特性
        2.3.1 不同稀释气时层流火焰定容弹实验和计算结果
        2.3.2 不同稀释气时层流火焰化学动力学研究
    2.4 不同预热温度时层流火焰特性
        2.4.1 不同预热温度时层流火焰定容弹实验和计算结果
        2.4.2 不同预热温度时层流火焰化学动力学研究
    2.5 本章小结
第三章 喷水对天然气发动机当量比燃烧及排放的数值研究
    3.1 概述
        3.1.1 数值计算模型的验证和工况设计
    3.2 不同水稀释度对燃烧和排放的影响
        3.2.1 不同水稀释度对燃烧过程的影响
        3.2.2 不同水稀释度对缸内水分布的影响
        3.2.3 不同水稀释度时缸内湍动能变化
        3.2.4 不同水稀释度对缸内混合气形成的影响
        3.2.5 不同水稀释度对排放特性的影响
    3.3 点火提前角对燃烧和排放的影响
        3.3.1 点火提前角对燃烧过程的影响
        3.3.2 点火提前角对排放的影响
    3.4 进气道喷水策略对燃烧和排放的影响
        3.4.1 喷水持续期对燃烧和排放的影响
        3.4.2 喷水锥角对燃烧和排放的影响
    3.5 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
    1) 参加的学术交流与科研项目
    2) 发表的学术论文(含专利和软件著作权)


【参考文献】：
期刊论文
[1]中美能源安全现状比较与启示[J]. 袁益,舒展.  中外能源. 2019(02)
[2]天然气汽车的经济性分析[J]. 何田,潘江如,印治涛.  汽车实用技术. 2018(19)
[3]油田合理储采比的确定及其影响因素[J]. 王立军,杨海玉,韩军.  大庆石油地质与开发. 2008(02)

硕士论文
[1]双喷射发动机进气和燃烧过程研究[D]. 迟昊.合肥工业大学 2019
[2]高密度高稀气天然气发动机点火机理研究[D]. 王秦燕.合肥工业大学 2018



本文编号：3167634