柴油机缸内气体流动过程的数值计算

在柴油机纯压缩工况下,用KIVA－Ⅱ程序对不同几何形状燃烧室气流的运动进行数值计算。计算结果表明,燃烧室形状对缸内气体的运动有重要影响。中央突起缩口燃烧室和缩口ω燃烧室具有较高的涡流和挤流强度,并有较长的高涡流持续期。这两种燃烧室形状对加速柴油机的扩散燃烧具有重要意义。     

柴油机的性能改进及缸内工作过程的三维数值模拟

论述了1105柴油机的改进原理,对改进前的花瓣型燃烧室和改进后的盆形燃烧室建立了几何模型并划分动态网格.利用仿真软件STAR-CD对改进前后的1105柴油机的燃烧过程进行三维数值模拟,计算了两种不同燃烧室的缸内气相流场及其燃烧的温度场和压力场,并进行了对比分析.试验结果表明,模拟计算值与实测值基本吻合,改进后的盆形燃烧室的1105柴油机有更好的动力性和燃油经济性.表明在模拟精度达到一定水平时,发动机缸内燃烧过程的三维仿真计算可用来降低产品的研制周期和费用,是一种有效的研究和设计手段.     

柴油机燃烧过程的数值模拟及燃烧室改进

为了改善柴油机燃烧室内混合气的形成状态和燃烧质量,对改装DLH1105型直喷柴油机缸内喷雾和燃烧过程进行了动态数值模拟,并在压缩比不变的情况下设计了3种不同结构的燃烧室,分别为敞口型、直口型和缩口型.通过STAR-CD软件对3种结构的燃烧室进行了三维数值模拟,获得了柴油机的缸内流场、燃油质量分数分布和温度场.结果表明:模拟出的缸内喷雾和燃烧过程与可视化试验的结果吻合,计算模拟的方法可靠;缩口型燃烧室有较强的挤流强度,较长的涡流持续期,使混合气质量和燃烧性能优于直口燃烧室和敞口燃烧室,缸内压力和平均温度最高,Soot生成量最少,同时NO的生成量最大.     

燃烧室型线对缸内燃烧和辐射传热影响的计算分析

应用CFD数值软件Fluent对135直喷式非增压柴油机缸内燃烧过程和辐射传热进行数值模拟.模拟分析了缩口、直口、扩口三种燃烧室线型对于压力场、速度场、温度场和辐射换热的影响.最后对计算结果进行了深入地分析,总结了柴油机燃烧室型线对燃烧过程和辐射换热影响的规律.     

ZS1110 直喷柴油机缸内气体流动的三维数值模拟

利用移植到微机上的ＫＩＶＡ程序对常柴ＺＳ１１１０直喷式柴油机的缸内气体流动过程进行三维数值模拟，详细分析柴油机燃烧室内的气体运动规律，计算结果有助于该机燃烧系统的改进．     

燃烧室结构形状对柴油机经济性和排放的影响

对于直喷式柴油机来说，燃烧室结构形状直接影响到燃烧室的气体运动及燃烧过程的进行．最终影响柴油机的经济性和排放性能．本文从小型直喷式柴油机的燃烧过程出发，通过试验对比．结合缸内燃烧放热过程的计算，分析探讨了三种燃烧室结构形状对燃烧放热及柴油机性能的影响，为设计开发新产品提供一定的参考依据．     

燃烧室形状对直喷柴油机燃烧性能影响的三维数值模拟

为研究燃烧室形状对直喷柴油机燃烧性能的影响,应用发动机燃烧过程多维模拟软件FIRE对4类燃烧室柴油机燃烧过程进行了三维数值模拟.探讨了燃烧室几何形状影响燃烧性能的作用机理.结果显示,燃烧室几何结构对缸内的流场、喷雾以及燃烧特性都有较大影响.缩口燃烧室的缸内流场强度要强于直口燃烧室,进而导致缩口燃烧室的油气混合和燃烧性能要优于直口燃烧室.     

柴油机伞帘喷雾燃烧系统空气运动的数值模拟

用数值分析方法研究柴油机伞帘喷雾燃烧系统中的空气运动规律，探讨了缸内流场的演变过程、涡流与挤流的相互作用和燃烧室结构的影响，并比较了该燃烧系统与原机燃烧系统中的流场．计算基于任意拉格朗日—欧拉法，采用κ-ε湍流模型，计算结果表明，在上止点前较大的曲轴转角范围内，纵剖面流场结构相似，无涡流时接近上止点的缸内纵剖面流场受挤流控制．挤流促进燃烧室中心线附近的空气运动；逆挤流主要发生在燃烧室边缘；涡流使流场复杂化，随着涡流强弱不同，缸内形成不同的流动图案；折转壁面间的过渡情况影响气流贴合壁面情况；伞帘喷雾燃烧系统的挤气面积远大于原机，因此前者的空气运动明显强于后者，较强逆挤流维持的时间长于后者。     

燃烧室形状对柴油机燃烧及排放影响的试验研究

在105单缸柴油机上，针对燃烧室形状对柴油机燃烧及排放特性的影响进行了试验研究，试验结果表明，中央突起缩口燃烧室具有较高的涡流和挤流强度并有较长的高涡流持续期，可加快缸内混合气的形成和燃烧速度，通过延迟喷油定时，减少了预混合燃烧量，在柴油机油耗率基本不变的前提下，降低了烟度和NOx的排放量。     

具有ω型燃烧室的缸内流动特性的研究

用ＰＤＡ对活塞顶具有ω型燃烧室的缸内二维紊流场进行了测量，讨论了气门偏置、燃烧室偏心、挤流以及活塞运动速度对平均速度和紊流强度的影响，结果表明：在进气过程中缸内气流是翻滚式的流动，而在压缩过程中则是朝向燃烧室的汇合流动。     

旋流煤粉燃烧第四类稳燃技术

将国内外旋流燃烧器现有的稳燃措施根据其稳燃原理分为3类.分类分析现有稳燃措施不能适应低挥发分煤稳燃的原因和存在的问题,分析得出:扩口、扩流锥、浓淡燃烧、齿环稳燃器等稳燃措施都没有考虑煤粉气流进入炉膛后与高温烟气迅速混合问题.在这些稳燃措施的流场中,煤粉气流进入炉膛,除脉动外,首先沿回流区外缘流动,向外扩张,与二次风混合过早,而并不迅速与热烟气混合;煤粉气流与高温烟气的混合动力为二者之间的横向湍流脉动,混合强度弱.因此,对于低挥发分煤不能起到良好的稳燃作用.提出了第4类稳燃技术花瓣稳燃器,该技术充分考虑了煤粉气流与高温烟气间的掺混速度和前期掺混强度.花瓣稳燃器能够在其背流面形成轴向和径向多种回流区,使得煤粉颗粒与高温烟气间的混合动力除横向湍流脉动外还有宏观对流混合,加大了二者之间的热质交换强度.     

火驱燃烧状态判定试验

在火烧油层的燃烧过程中需要监测油、气、水的变化。为了充分利用监测数据,在室内燃烧管试验的基础上,监测产出气体随时间的变化,引入氧气含量导数和气体指数(产出废气实际值与理论值之比)的概念,利用产出气体组合曲线结合火烧油层机制对火烧油层过程进行阶段划分,考查各阶段的特征。结果表明:火烧油层过程可划分为通风、点火、稳定、衰减、熄灭5个阶段;产出气体组合曲线可以作为判断火烧油层燃烧阶段和燃烧状态的依据;在火烧油层稳定燃烧阶段,产出端气体指数一般为0.66～1,低于0.66则燃烧状况不好,甚至灭火;该分析方法简单可行,所得结果与现场资料吻合良好。     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响.以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体(O2/N2)在3种不同氧气体积百分数(21％,23％,27％)工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟.模拟得到3种工况下:炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度.模拟结果表明:随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率.     

燃烧室几何形状和位置对燃烧过程的影响

采用自制的喷雾燃烧多功能动态可视化试验装置,对柴油机燃烧室几何形状和位置对燃烧过程的影响进行光学法研究,获得口径为62 mm圆柱形、55 mm缩口形、55 mm缩口偏置凹坑形3种不同形状燃烧室的喷雾燃烧过程照片。研究结果表明:与圆柱形燃烧室相比,缩口形燃烧室和缩口偏置形燃烧室的燃油蒸发速度及混合速度增加,始燃点(曲轴转角)提前3°~5°,后期扩散燃烧速度加快,整个燃烧持续期(曲轴转角)缩短7°~9°。     

神木烟煤燃烧特征和燃烧产物的分析研究

利用高温管式炉对神木优质烟煤进行燃烧实验,并对燃烧的烟气及残渣进行分析.实验结果表明:用神木烟煤部分替代重油在一定条件下是可行的,使用合适的神木烟煤,采用富氧与部分富氧燃烧形式,燃烧温度在1 200℃可以保证不影响玻璃质量,避免燃烧不完全的炭烟颗粒进入基质.采用神木优质烟煤磨细部分取代重油,结合采用部分富氧燃烧技术,将为浮法玻璃生产行业带来有益的探索.     

内燃机机械噪声和燃烧噪声的识别分离

针对内燃机噪声识别问题,建立了数学模型并编制了相应的程序,在程序中加入作用全局阈值的小波变换降噪程序,保证程序的抗干扰性后,实现了燃烧噪声和机械噪声的频谱分离和A计权声功率级计算。以某CG125型摩托车发动机为例,通过构造包含不同干扰噪声的理论算例仿真识别,验证了程序的准确性和实用性。识别结果表明:分离前后的燃烧噪声和机械噪声的频谱吻合良好,A计权声功率级误差均小于0.6dB。     

一种壁面二次喷射柴油机燃烧系统数值模拟

以KIVA3为计算平台，对4气门直喷式非增压柴油机在油注喷向燃烧室侧壁后飞溅形成二次喷射燃烧的整个工作过程进行了模拟计算，着重分析了压缩冲程和膨胀做功冲程缸内漉场及燃烧过程．数值分析结果表明：在进气涡流作用下，活塞压缩后期产生的挤流是以螺旋线路进入燃烧室的，由此对若干几何参数完全一样的喷孔喷出的油注产生的柴油气的作用是不同的，进而各油注的燃烧历程不同；过大的燃烧室侧向凹坑容易形成柴油气死角．带有二次喷射导向壁面的小口径比和小径深比ω型燃烧室充分利用好活塞表面以上和燃烧室上部氧气的问题仍有待解决．     

预混合燃烧方式的混合气形成与燃烧的研究

通过高速纹影摄影及激光多普勒测速技术对伞喷油嘴的喷雾特性进行了研究，并获得了与多孔喷油嘴喷束不同的规律，通过在Ｅ１５０型和１３５型试验机上的伞喷燃烧试验取的示功图及性能参数表明具有预混合燃烧的特点，改善了经济性和排放指标。     

二甲醚甲醇复合燃烧的燃烧特性研究

在进气道喷入二甲醚(DME),利用DME较易压燃的特点,引燃往缸内直喷的甲醇,本试验研究了甲醇的喷油时刻对燃烧特性的影响.结果表明:在小的喷油提前角下,燃烧过程由DME的低温燃烧、高温燃烧和甲醇的扩散燃烧组成;在中间喷油提前角较小负荷下,燃烧模式以甲醇的预混燃烧为主;在较大负荷下,燃烧模式以甲醇的扩散燃烧为主;在较大喷油提前角下,甲醇以预混燃烧模式为主.在大喷油提前角下,放热率具有DME/甲醇双燃料HCCI燃烧的特性.