基于压前管路的某V型天然气发动机燃气混合均匀性优化

为解决某V型天然气发动机两侧气缸燃气混合不均匀的问题,采用计算流体动力学软件建立压气机前、后管路模型,分析混合不均匀原因,优化混合器安装角度、压前管路结构,并进行仿真和发动机性能试验验证。仿真结果表明:混合气在流体运动产生的离心作用下向压前弯管内侧聚集,导致两侧气缸混合气不均匀;将混合器安装角度旋转45°,两侧气缸天然气质量分数偏差由压前管路的0.195降为0.129,说明混合均匀性有改善,但幅度不大;将压前管路光滑过渡弯头改为直角弯头,两侧压气机入口处天然气质量分数偏差由优化前的0.195降为-0.005,混合均匀性明显得到改善。改进前、后的发动机性能试验结果表明:优化后,两侧缸内平均爆发压力相对偏差由14.5%降为9.0%。两侧缸内平均爆发压力偏差与天然气质量分数偏差有较好的吻合性,说明优化压前管路结构可明显提高发动机混合均匀性。