废气再循环对天然气/柴油发动机性能的影响
发布时间：2021-06-11 00:17
天然气/柴油双燃料发动机小负荷时，HC和CO的排放量较高，可以通过减小过量空气系数来控制HC和CO的排放量，但是会产生较多的NOX，通常可以采用EGR来降低NOX排放量。本文研究低负荷过量空气系数较小时，EGR对天然气/柴油双燃料发动机性能的影响。首先搭建了天然气/柴油双燃料发动机试验台架，在试验的基础上，利用三维仿真软件STAR-CD建立了数值模拟平台，并完成了模型的调试和验证。转速选取1335r/min，保持柴油的质量流量为1.42kg/h，天然气的质量流量为11.02kg/h，喷油压力为70Mpa，喷油时刻为压缩上止点前7°CA，天然气的喷气时刻为压缩上止点前315°CA，总体过量空气系数为1.4，用试验的方法研究EGR率对天然气/柴油双燃料发动机燃烧性能和排放性能的影响，用试验与模拟相结合的方法研究CO2掺混率对天然气/柴油双燃料发动机燃烧性能和排放性能的影响。双燃料发动机的燃烧过程大体可分为柴油的滞燃期，柴油的急燃期，天然气的滞燃期，柴油的后燃期，天然气的急燃期和天然气的后燃期，相邻各个燃烧阶段之间并没有明显的界限，是相互影响，相互耦合的。与柴油相比，天然气燃烧持续期要长的多...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
1.1 环境与能源
1.2 发动机污染物和排放法规
1.3 代用燃料
1.4 天然气发动机
1.5 双燃料发动机
1.5.1 双燃料发动机的发展历史
1.5.2 天然气/柴油双燃料发动机的工作过程
1.5.3 天然气/柴油双燃料发动机的相关术语
1.5.4 天然气/柴油双燃料发动机的优缺点
1.5.5 天然气/柴油双燃料发动机的研究现状
1.6 废气再循环技术
1.6.1 废气再循环的分类
1.6.2 废气再循环在发动机上的应用
1.6.3 进气中添加稀释气体对发动机性能的影响
1.6.4 EGR 在天然气/柴油双燃料发动机上应用的研究现状
1.7 本研究的主要内容
第2章 试验平台的建立及研究方案
2.1 试验研究对象
2.2 试验仪器及设备
2.3 试验台架布置
2.4 试验方案的确定
2.5 本章小结
第3章 数值模拟平台的建立及研究方案
3.1 CFD 技术
3.1.1 CFD 技术简介
3.1.2 STAR-CD 技术介绍
3.2 数值仿真平台的建立
3.2.1 计算网格的建立
3.2.2 模型及算法的选择
3.3 模型验证
3.3.1 计算服务器配置
3.3.2 计算条件的选择
3.3.3 模型验证
3.4 研究方案的确定
3.5 本章小结
第4章 EGR 对天然气/柴油双燃料发动机燃烧性能的影响
4.1 EGR 率对燃烧性能的影响
4.1.1 EGR 率对转矩和比燃料消耗率的影响
4.1.2 EGR 率对压力和最大压力升高率的影响
4.1.3 EGR 率对平均温度和放热率的影响
4.1.4 EGR 率对放热率峰值及其位置的影响
4.1.5 EGR 率对燃烧始点和燃烧重心的影响
4.2 CO_2掺混率对燃烧性能的影响
4.2.1 CO_2掺混率对转矩和比燃料消耗率的影响
4.2.2 CO_2掺混率对压力和最大压力升高率的影响
4.2.3 CO_2掺混率对平均温度和放热率的影响
4.2.4 CO_2掺混率对放热率峰值及其位置的影响
4.2.5 CO_2掺混率对燃烧始点和燃烧重心的影响
4.3 CO_2掺混率对燃烧性能影响的数值模拟分析
4.3.1 宏观参数分析
4.3.2 微观参数分析
4.4 本章小结
第5章 EGR 对天然气/柴油双燃料发动机排放性能的影响
5.1 EGR 率对排放性能的影响
5.1.1 EGR 率对 HC 和 NO_X排放量的影响
5.1.2 EGR 率对 CO 和 CO_2排放量的影响
5.2 CO_2掺混率对排放性能的影响
5.2.1 CO_2掺混率对 HC 和 NO_X排放量的影响
5.2.2 CO_2掺混率对 CO 和 CO_2排放量的影响
5.3 CO_2掺混率对排放性能影响的数值模拟分析
5.3.1 宏观参数分析
5.3.2 微观参数分析
5.4 本章小结
第6章 全文总结及工作展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3223401
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
1.1 环境与能源
1.2 发动机污染物和排放法规
1.3 代用燃料
1.4 天然气发动机
1.5 双燃料发动机
1.5.1 双燃料发动机的发展历史
1.5.2 天然气/柴油双燃料发动机的工作过程
1.5.3 天然气/柴油双燃料发动机的相关术语
1.5.4 天然气/柴油双燃料发动机的优缺点
1.5.5 天然气/柴油双燃料发动机的研究现状
1.6 废气再循环技术
1.6.1 废气再循环的分类
1.6.2 废气再循环在发动机上的应用
1.6.3 进气中添加稀释气体对发动机性能的影响
1.6.4 EGR 在天然气/柴油双燃料发动机上应用的研究现状
1.7 本研究的主要内容
第2章 试验平台的建立及研究方案
2.1 试验研究对象
2.2 试验仪器及设备
2.3 试验台架布置
2.4 试验方案的确定
2.5 本章小结
第3章 数值模拟平台的建立及研究方案
3.1 CFD 技术
3.1.1 CFD 技术简介
3.1.2 STAR-CD 技术介绍
3.2 数值仿真平台的建立
3.2.1 计算网格的建立
3.2.2 模型及算法的选择
3.3 模型验证
3.3.1 计算服务器配置
3.3.2 计算条件的选择
3.3.3 模型验证
3.4 研究方案的确定
3.5 本章小结
第4章 EGR 对天然气/柴油双燃料发动机燃烧性能的影响
4.1 EGR 率对燃烧性能的影响
4.1.1 EGR 率对转矩和比燃料消耗率的影响
4.1.2 EGR 率对压力和最大压力升高率的影响
4.1.3 EGR 率对平均温度和放热率的影响
4.1.4 EGR 率对放热率峰值及其位置的影响
4.1.5 EGR 率对燃烧始点和燃烧重心的影响
4.2 CO_2掺混率对燃烧性能的影响
4.2.1 CO_2掺混率对转矩和比燃料消耗率的影响
4.2.2 CO_2掺混率对压力和最大压力升高率的影响
4.2.3 CO_2掺混率对平均温度和放热率的影响
4.2.4 CO_2掺混率对放热率峰值及其位置的影响
4.2.5 CO_2掺混率对燃烧始点和燃烧重心的影响
4.3 CO_2掺混率对燃烧性能影响的数值模拟分析
4.3.1 宏观参数分析
4.3.2 微观参数分析
4.4 本章小结
第5章 EGR 对天然气/柴油双燃料发动机排放性能的影响
5.1 EGR 率对排放性能的影响
5.1.1 EGR 率对 HC 和 NO_X排放量的影响
5.1.2 EGR 率对 CO 和 CO_2排放量的影响
5.2 CO_2掺混率对排放性能的影响
5.2.1 CO_2掺混率对 HC 和 NO_X排放量的影响
5.2.2 CO_2掺混率对 CO 和 CO_2排放量的影响
5.3 CO_2掺混率对排放性能影响的数值模拟分析
5.3.1 宏观参数分析
5.3.2 微观参数分析
5.4 本章小结
第6章 全文总结及工作展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3223401
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