雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與排放特性的仿真研究

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雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與排放特性的仿真研究

采用三維流體力學(xué)軟件結(jié)合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)對柴油機(jī)以及柴油-氣體雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行仿真研究并做對比分析。所用仿真軟件為KIVA-3V，該軟件具有比較合理的燃燒模型和傳熱模型，同時(shí)其也能更容易地與化學(xué)反應(yīng)機(jī)理相結(jié)合，相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理用Chemkin化學(xué)求解器編程好后導(dǎo)入到KIVA中，以實(shí)現(xiàn)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的模擬過程，所編程的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理中包含了42種物質(zhì)和57種反應(yīng)過程。

整個(gè)循環(huán)的模擬動(dòng)網(wǎng)格是由Ansys ICEM軟件劃出的，圖1為3種大小不同的動(dòng)網(wǎng)格尺寸，網(wǎng)格2和網(wǎng)格3在噴油嘴以及燃料噴射區(qū)域是經(jīng)過刻意細(xì)化的。圖1右側(cè)曲線是在某一工況下用3種動(dòng)網(wǎng)格模擬出的缸內(nèi)壓力曲線，可以看出，網(wǎng)格1與網(wǎng)格2和網(wǎng)格3差別較大，這主要是因?yàn)榫W(wǎng)格1的燃料噴射區(qū)域的網(wǎng)格尺寸精度不夠，但網(wǎng)格2和網(wǎng)格3在模擬計(jì)算時(shí)所花時(shí)間較長，所以一個(gè)合適的網(wǎng)格細(xì)化尺寸對模擬研究顯得很重要。

仿真結(jié)果表明，當(dāng)由燃燒柴油過渡到燃燒雙燃料時(shí)，點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)加以推遲；另外，隨著主噴燃料的增加，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的指示熱效率和平均有效指示壓力有輕微增加，NOx和CO排放增加。

網(wǎng)址：http：//www.elsevier.com /locate/fuel

作者：Amin Maghbouli et al

編譯：韓曉梅