值班燃料比对环管型燃烧室内NO_x生成特性影响

采用数值模拟对环管型燃烧室内NO_x生成规律进行了研究。通过改变值班燃料比获得燃烧室内流场、温度场以及热力型NO_x生成速率的分布。结果表明:随着值班燃料比的增大,中心轴线附近轴向速度有所上升,其他区域速度变化不大;值班火焰温度上升,中心轴线附近高温区范围扩大,高温明显促进了热力型NO_x的生成,其高速率范围基本与高温区重合。因此,在值班燃料比为4.0%~5.5%时,减小值班燃料比有利于降低出口NO_x排放质量浓度。

燃烧轻气炮多级渐扩型燃烧室流场特性数值研究

为了分析多级渐扩型燃烧室结构对燃烧轻气炮氢氧燃烧特性的影响,通过计算流体力学方法,分别对采用传统圆柱型燃烧室和多级渐扩型燃烧室的燃烧轻气炮氢氧燃烧发射过程进行数值模拟。对比结果表明,多级渐扩型燃烧室结构能够明显地减小燃烧室压力波动幅度,提高氢氧燃烧稳定性;多级渐扩型燃烧室内形成回流区,可以减小气流轴向运动速度;火焰扩展形态与渐扩型结构相吻合,燃烧反应区表面变化平稳;多级渐扩型燃烧室结构对氢氧火焰传播过程和压力波动现象有着重要影响。

环管型燃烧室喷雾燃烧DES模拟

为研究燃气轮机燃烧室内复杂的两相三维湍流燃烧问题,采用基于Realizable k-ε模型的分离涡模拟(DES)方法对环管型燃烧室进行喷雾燃烧数值模拟。数值模拟结果表明:DES模拟在燃烧区发挥出大涡模拟(LES)的作用,能获取结构复杂的流场、温度场和涡量场,其对流场内涡结构的捕捉和分辨能力明显强于传统的RANS(雷诺时均N-S方法)模拟。与实验数据对比发现,DES模拟所得燃烧产物含量和燃烧室出口温度分布更符合。因此,DES方法可用于复杂形状燃烧室的燃烧数值模拟,能够避免RANS模型对湍流脉动进行平均处理导致耗散过大、抹平涡结构的缺点,从而可获取更准确的计算结果。

ω型燃烧室对柴油机燃烧过程影响的数值模拟研究

结合某增压发动机燃烧系统开发,应用FIRE软件对新设计的压缩比为15的3种ω型燃烧室进行了建模和仿真计算。对比分析了15压缩比下,不同燃烧室廓形方案对缸内燃烧过程的影响。结果表明:压缩比和口径比相同的条件下,径深比越小的燃烧室燃烧质量较好;缩口、小径深比的燃烧室具有较合理的涡流分布,较大的挤流强度,有利于混合气的形成,加速了扩散燃烧过程,放热率快而集中。

多气门屋顶型燃烧室发动机动态网格生成方法研究

以具有屋顶型燃烧室的四气门汽油机MV377为例,结合改进的KIVA3V程序,提出了一种适应于该类型燃烧室的分块结构化网格划分策略及相应的动态网格调整方法,并基于该方法所生成的网格完成了汽油机缸内流动过程瞬态数值计算.结果表明用该方法能保证网格生成质量,满足计算精度要求.

2135G型柴油机采用紊流型燃烧室的研究

针对国内柴油发电机组广泛使用的１３５系列柴油机普遍存在的燃油消耗率高、排放差的问题，开发了一种四角缩口ω紊流型燃烧室燃烧系统。在２１３５Ｇ型柴油机上的试验表明，在不改变原机进气系统的条件下，利用燃烧室的特殊结构在压缩行程后期可产生很强的挤流和紊流，加快了缸内混合气的形成和燃烧速率，缩短了扩散燃烧过程，使柴油机的燃油消耗率、烟度及ＮＯｘ排放有了很大的改善。

短螺旋型燃烧室旋流结构及气动边界发展规律数值模拟研究

短螺旋型燃烧室的头部轴线沿发动机周向与发动机轴线偏转一定角度,可以在保证燃烧效率不变的条件下有效缩短燃烧室轴向长度。短螺旋型燃烧室流场的最大特点是旋流流动单侧受限。为了研究头部安装角α变化对燃烧室旋流流动特性的影响,基于数值方法对短螺旋型燃烧室进行了计算分析。结果表明:随着α变化,旋流器下游旋涡依次出现对称环状、马蹄状、环状结构;随着α增加,气动边界逐渐出现并抑制旋流的周向扩张,导致流场出现不同的旋涡结构;不同α下的切向角动量随轴向距离增加而衰减,但α为35°和45°时,气动边界在非受限侧出现并对旋流产生约束,角动量衰减变慢;当α为0°,15°,35°,45°时,燃油液滴依次集中分布在旋流器下游两旋涡边缘、侧壁面和头部端壁、非受限旋涡边缘。本文研究了不同α下的旋涡结构及气动边界沿轴向的演化过程,为短螺旋型燃烧室进一步的设计与优化提供基础。

不同构型和多点喷射对短环型燃烧室燃烧性能的影响

对短环形流燃烧室内有较强回流的湍流旋流流动进行了模拟,并从两个方面(燃烧室构型和多点喷射)对燃烧室性能的影响进行了分析。计算中采用Reynoldes应力湍流模型(RSM)、EBU-Arrheniue湍流燃烧模型和离散坐标辐射模型描述其燃烧流动,液相采用Lagrange法处理,气相采用SIMPLE法求解。研究表明:在燃料和空气总流量不变的情况下,燃烧室构型对燃烧室出口平均温度影响不大,对出口温度分布、燃烧室内空气流场有比较大的影响。喷嘴数目的改变对出口处的平均温度和平均速度影响不大,但是对出口截面处的温度分布影响比较大,在局部范围可能产生温度比较高的热斑。

ω型燃烧室两种喷雾混合的分析

直喷式ω型燃烧室内,不同的油束夹角形成不同的燃油喷雾混合的类型。本文重点讨论了属于中间混合型的附卷混合和空间混合。对模拟试验得到的燃油射流历程图、射流路程对时间的关系、最大速度沿路的衰减、燃油分布均匀性等方面进行了分析,其结果与单缸机试验一致。性能优良的附卷混合已在商用多缸机上推广应用。

活塞ω型燃烧室容积的计算

柴油发动机燃烧室采用ω型的必转多,在设计,测算活塞燃烧室时常需要根据燃烧室的几何尺寸求其容积或由容积确定燃烧室的几何尺寸.容积的计算可通过积分演算式由计算机的CA通过D软件来求其体积.通过实践,CAD的软件计算误差大,可靠性也差.为了方便设计工作我数学积分推导出了其计算公式,简单方便.现将燃烧室的容积求解过程叙述一下.ω型燃烧可简单归纳成图1的四种容积,图中的各种形状,都是由圆弧和直线组成的平面曲线绕平面中一直线旋转形成的.直线绕一轴线旋转形成的是圆锥和圆台,其体积可由手册中公式计算出,圆弧绕一轴线旋转形成的几何体是环形胎的一部分.一个完整的环形胎的体积是:V=2Rr^2π~2式中r。

双凸型燃烧室在四冲程发动机上的应用

一、前言小型汽油机燃烧室形状的研究一直是人们关注的焦点,它对于整机动力性、经济性、工艺性及噪声、震动等均有着较大影响,同时,也对废气排放有着极大的影响。因此,动力性、经济性、工艺性好并工作柔和、噪声震动小,同时启动性能好便成为燃烧室设计的宗旨。目前在摩托车用汽油机上,半球型燃烧室以其结构紧凑、工艺性好、HC排放非常低而得到广泛应用。

环管型燃烧室火焰筒壁温气热耦合数值模拟

针对某型燃气轮机运行时回流式环管型燃烧室的火焰筒常发生烧蚀和裂纹,需获取其火焰筒壁温分布特点,进行分析以提出改进措施.全面考虑固体导热和辐射传热、气体与固体间的对流换热以及火焰和燃气的辐射,对燃烧室进行三维气热耦合数值模拟计算,获取流场、温度场以及壁温分布信息,并结合实验验证了三维气热耦合数值模拟能够较有效预测火焰筒壁温分布.由模拟结果知该型火焰筒壁温未超过设计值1 223K,但在联焰管与筒体连接处以及多个主燃孔处的温度较高、温度梯度较大,需要对这些部位的冷却方案进行改进.

重型直喷柴油机缩口燃烧室结构特点与评价

为定量评价缸内瞬态气流特性,定义了涡流强度保持性概念。利用CFD软件FIRE对柴油机缩口直喷燃烧室内的气流分布特性进行了数值计算,在此基础上根据流场随曲轴转角变化特性的计算结果,用Matlab软件计算了瞬态的涡流强度保持性,由此分析燃烧室结构对涡流强度保持性的影响。同时试验研究了涡流强度保持性与喷射系统参数、进气涡流匹配时对柴油机性能的影响。结果表明,通过燃烧室结构控制涡流强度保持性,并与其他参数优化匹配后在动力性、经济性保持不变的前提下,可有效地改善柴油机的排放特性。

当量比对环管型燃烧室内NO_x生成特性影响的研究

采用数值模拟方法研究了当量比对环管型燃烧室内燃烧及NOx生成特性的影响,分析了不同当量比时燃烧室内流场、温度场、热力型NOx生成速率分布、出口温度分布系数（OTDF）及出口NOx浓度的变化。模拟过程中,保持空气量不变,通过调整入口甲烷量来改变当量比。研究表明：增大当量比,燃烧室内燃烧反应速率加快,轴向速度升高,高温区域沿径向扩张,其范围明显扩大,热力型NOx生成速率加快,其高速率范围与高温区域重合,出口NOx浓度上升,而OTDF始终处于合理范围内。因此,在当量比为0.48-0.54范围内,适当降低当量比有利于控制出口NOx浓度。

W型火焰燃烧室三维流场的数值计算

文中采用数值计算方法研究了 W 型火焰燃烧室的流动特性,得出一些有意义的结论。计算采用 QUICK 差值格式和改进的 SIMPLE 算法,提高了计算精度,减少了计算时间。

旋流数对某环管型燃烧室内燃烧及NO_x生成特性的影响

采用数值模拟的方法对主喷嘴不同旋流数下某重型燃气轮机环管型燃烧室内流场、温度场和热力型NO_x生成规律进行分析。结果表明:燃烧室内主喷嘴出口形成主回流区,根部贴近壁面处形成外部回流区;值班喷嘴出口处形成中心回流区;值班喷嘴出口扩散火焰区域与外部回流区温度较高,热力型NO_x生成速率明显加快;旋流数增大,主回流区范围增大,外部回流区范围减小,中心回流区消失;燃烧峰值温度略有降低,高温区范围明显减小,热力型NO_x生成速率降低;适当增大主喷嘴旋流数有利于控制NO_x排放。

基于综合平衡法的超燃冲压发动机燃烧室构型影响分析

燃烧室构型在超燃冲压发动机研究中占有举足轻重的地位,其内部流动及燃烧机理极其复杂。通过引进极差的概念,利用综合平衡法对试验数据的分析,研究了不同当量比及不同燃料喷射形式对碳氢燃料超燃冲压发动机燃烧室热态内推力及内推力综合比冲等性能的影响,发现燃烧室第三扩张段角度和第四扩张段角度对其性能影响尤为重大,第一扩张段角度影响最小,且随着燃料喷射位置的前移,第二扩张段角度的影响越来越大。

燃烧室构型对超燃冲压发动机性能影响研究

对 8种进口M数为 2 .5的超燃冲压发动机模型燃烧室在各种驻点条件和燃料总体当量比下进行了实验 ,燃烧室构型、燃料壁面注射、支板注射、凹腔火焰稳定结构对发动机的性能影响进行了研究。一维简化模型进一步提出用于数据处理与分析 ,计算与实验结果基本上一致 ,对影响燃烧效率与总压损失的各因素进行了讨论。

回流型脉冲爆震燃烧室工作特性分析

为了获得回流型脉冲爆震燃烧室在不同工作频率下的工作特性,通过试验和数值相结合的方法对该爆震室工作频率10~30Hz时的出口燃气总压、总温、流量变化规律以及该爆震室的增压能力进行了测试与计算分析。结果表明:出口燃气总压、总温具有极高的峰值和较高的平台区,其工作频率10~30Hz时,压力平台值为0.36~0.91MPa,时均温度为710~1270K。此外,该爆震室排气流量十分集中,以10Hz为例,在一个爆震循环的16%时间内,排出了整个循环60.5%的燃气。为此对出口燃气总压进行质量加权平均,发现该爆震室的增压比随工作频率的增加而降低,在2.05~2.37。

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。