射流火焰淬熄及引燃預(yù)混合氣數(shù)值模擬.pdf

1、替代燃料的使用是減緩大量使用化石能源帶來的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的重要途徑，也是我國未來能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容。射流引燃系統(tǒng)通過提供高額點(diǎn)火能量和縮短火焰?zhèn)鞑ヂ窂郊涌烊紵俣?，是解決代用氣體燃料燃燒速率較慢和稀薄燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣容^慢的有效方法。
　　本研究采用可視化實(shí)驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬的方法。采用紋影法和火焰自然發(fā)光法分別測量點(diǎn)火室射流發(fā)展過程和火焰發(fā)光強(qiáng)度，并通過仿真分析定容射流燃燒過程進(jìn)一步認(rèn)識射流引燃機(jī)制，最后通過發(fā)動(dòng)機(jī)CFD數(shù)

2、值模擬探究性提出小容積點(diǎn)火室的設(shè)計(jì)方法?？梢暬瘜?shí)驗(yàn)研究不同甲烷噴射量、環(huán)境溫度和環(huán)境壓力對點(diǎn)火室射流火焰結(jié)構(gòu)及引燃預(yù)混合氣過程的影響，仿真分析包括定容燃燒裝置的混合氣流動(dòng)過程和點(diǎn)火室射流引燃過程。結(jié)果表明：混合氣流動(dòng)在點(diǎn)火時(shí)刻形成主燃室低當(dāng)量比、點(diǎn)火室高當(dāng)量比的分布特點(diǎn)；點(diǎn)火室射流火焰引燃預(yù)混合氣過程是主燃室點(diǎn)火能量累積，射流湍流能量轉(zhuǎn)換，射流高溫區(qū)向低溫區(qū)拓展的結(jié)果；點(diǎn)火室的混合氣當(dāng)量比控制對射流引燃系統(tǒng)的影響較大，精確控制點(diǎn)火室混合

3、氣當(dāng)量比有利于預(yù)混合燃燒的著火相位控制，提高點(diǎn)火穩(wěn)定性，拓寬點(diǎn)火室引燃主燃室預(yù)混合氣的稀薄極限；增大環(huán)境壓力，點(diǎn)火室射流提供的點(diǎn)火能量增大，主燃室預(yù)混合氣燃燒始點(diǎn)提前，燃燒持續(xù)時(shí)間變短；相同壓力條件下，射流引燃過程受溫度和混合氣濃度兩個(gè)方面的影響，提高溫度可以增大初期火焰?zhèn)鞑ニ俣?。點(diǎn)火室設(shè)計(jì)方法研究基于一臺改裝的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)建立 CFD仿真模型，模擬不同參數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，結(jié)果表明：射流引燃系統(tǒng)在較寬的點(diǎn)火提前角范圍內(nèi)能夠保持較好的

4、點(diǎn)火性能，在一定范圍提前點(diǎn)火時(shí)刻，射流點(diǎn)火機(jī)構(gòu)的點(diǎn)火性能越好；過大或者過小的點(diǎn)火室容積比都不利于主燃室燃燒速率，控制點(diǎn)火室容積比在3%附近可以有效提高點(diǎn)火室的點(diǎn)火性能，縮短主燃室燃燒持續(xù)期；點(diǎn)火室噴孔面容比對點(diǎn)火性能影響不明顯，但是噴孔直徑和噴孔長度對射流能量影響較大，適中的噴孔直徑和長度有利于提高點(diǎn)火室性能；對于小缸徑內(nèi)燃機(jī)，深ω形燃燒室更有利于射流火焰在主燃室傳播，燃燒持續(xù)期更短；增大噴孔夾角會縮短射流沿噴孔方向的傳播距離，增大淺ω