基于AMESim的电控天然气喷嘴仿真设计

为研究天然气喷嘴结构参数对喷射特性和喷射效果的影响,利用AMESim软件建立了平口型阀门的天然气喷嘴仿真模型,并对该模型进行详细介绍。模拟了喷嘴一个完整的喷射过程,得到了该喷嘴喷射特性曲线和阀门运动的相关数据,将计算流量和实验流量数据进行对比,验证了系统模型的准确性,可为电控天然气喷嘴的设计提供参考。

基于AMESim的电控天然气喷嘴模拟分析

为研究电控天然气喷射器特性参数对其喷射效果的影响,采用工程系统仿真软件AMESim建立了电控天然气针口阀喷射器仿真系统模型,并模拟了一个完整的喷射过程,得到了该喷嘴喷射特性曲线和阀门运动的相关参数,对其进行分析研究,得出其复位弹簧的最佳预紧力,并在该预紧力下验证了系统模型的准确性,可为电控天然气喷嘴的设计提供优化依据。

3D打印燃气轮机天然气喷嘴的流场仿真分析

开展3D打印天然气喷嘴流场仿真研究,为小型化燃气轮机控制技术的提升奠定基础。利用Solidworks、ANSYS ICEM CFD软件进行3D打印天然气喷嘴模型建模和网格划分,基于FLUENT仿真完成不同压力工况下稳态天然气喷射流场的数值模拟计算。在天然气喷嘴外流场中形成的几何回流区会随着供气压强的增大而消失,中心回流区会随着工况压力的增大而逐渐向下游区域移动;天然气喷嘴的体积流量会先随着供气压强的增大而增大,供气压强大于0.15 MPa时体积流量逐渐饱和趋于平缓;质量流量随着压力工况的增大而呈线性增大;在距离喷嘴出口70mm处的不同压强工况下的不均匀度小于0.37。从仿真上研究天然气的分布以及气流的流动特性为3D打印喷嘴安全稳定运行及合理组织流场提供参考依据,为3D打印技术在燃气轮机制造中的应用提供了理论基础。

基于稳态流场的天然气喷嘴布置研究

为了满足越来越严格的排放要求,船用柴油机改造为由柴油引燃的柴油-天然气双燃料发动机已成为趋势。针对4190Z_LC船用中速柴油机,确定了天然气喷嘴在进气歧管上的安装位置,在实验验证正确的进气道模型的基础上,补充完善进气管和天然气喷嘴的几何模型;利用AVL_FIRE仿真软件平台,对采用不同天然气喷嘴布置方案时的稳态流场进行模拟计算,通过对比分析进气道和气缸内天然气与空气的混合情况,得到较优喷嘴设计方案。研究结果显示:为了得到更均匀的缸内天然气与空气的混合气,在同等总喷孔面积的基础上,应尽量增多喷孔数目,天然气应顺向喷射,天然气的喷嘴应在进气道中偏低安装。我们的研究为该机的双燃料机型改造提供理论基础。

基于嵌入式系统的天然气喷嘴驱动系统的研究

天然气喷嘴作为天然气发动机的核心零部件,对整个天然气发动机的性能有着至关重要的影响。天然气喷嘴的驱动系统不仅仅控制天然气喷嘴的打开与关闭,同时对天然气喷嘴进行实时监控,当喷嘴出现故障时,驱动系统在第一时间对故障作出相应的处理。天然气喷嘴驱动系统是整个发动机正常工作的保证,同时天然气喷嘴驱动的设计是发动机电控系统设计的核心。本文根据天然气喷嘴的原理设计了一套天然气喷嘴驱动系统,利用硬件电路闭环原理对天然气喷嘴驱动电流进行控制,使天然气喷嘴满足可靠性、灵敏性以及能耗的要求;利用嵌入式处理器强大的数据处理能力,对电流反馈信号进行计算分析,完成对天然气喷嘴的实时故障诊断。试验结果表明,该驱动系统工作稳定可靠,该驱动系统的开发不仅仅满足了天然气喷嘴测试的需要,同时为天然气发动机电控单元的开发奠定了基础。