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Full Cycle Cold Flow Analysis of the Effect of Twin Swirl Combustion Chamber Design in a Diesel Engine
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作者 Doğan Güneş Mehmet Serkan Horasan 《World Journal of Mechanics》 2016年第4期109-117,共9页
New designs and adaptation methods are experimented to ensure compliance to ever increasing emissions and efficiency requirements of modern diesel engines. Piston head structure which influences the mixing rate and ti... New designs and adaptation methods are experimented to ensure compliance to ever increasing emissions and efficiency requirements of modern diesel engines. Piston head structure which influences the mixing rate and timing of the fuel within in the combustion chamber is known to enable increase in combustion efficiency and thus lower emission rates. In this paper, computation analysis of flow within a diesel engine cylinder with a twin swirl combustion chamber design throughout a full cycle is presented. The results obtained indicate that the effect of the twin swirl combustion chamber on the cold flow conditions is noteworthy and further analysis together with experiments may reveal information that may prove to be useful in further new designs. 展开更多
关键词 Cold flow Analysis combustion chamber Design Internal combustion engine Diesel engine
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CNG发动机燃烧室形状对气流运动和燃烧特性的影响 被引量:4
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作者 江冰 武昭晖 何云堂 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期338-344,共7页
为提高天然气发动机的燃烧品质,基于6105型涡轮增压CNG发动机,通过建模分析法,对发动机不同燃烧室形状对缸内气流运动和燃烧特性的影响进行了三维数值模拟研究。研究结果表明,燃烧室形状对挤流的形成和燃烧过程有着重要影响。缩口型燃... 为提高天然气发动机的燃烧品质,基于6105型涡轮增压CNG发动机,通过建模分析法,对发动机不同燃烧室形状对缸内气流运动和燃烧特性的影响进行了三维数值模拟研究。研究结果表明,燃烧室形状对挤流的形成和燃烧过程有着重要影响。缩口型燃烧室具有较大的挤流强度和较长的涡流持续期,火焰传播速度快,燃烧性能好,但其火花塞附近的热负荷较大,NOx的含量高。敞口型燃烧室挤流强度较弱,火焰传播速度较慢,燃烧性能最差。直口型燃烧室则介于两者之间,既能保证较快的火焰传播速度和较好的燃烧性能,又降低了其火花塞附近的热负荷和NOx的排放量,是较适合天然气发动机采用的燃烧室。 展开更多
关键词 天然气发动机 燃烧室 气流运动 燃烧
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CNG发动机工作过程的三维数值模拟 被引量:13
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作者 吕林 温苗苗 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 北大核心 2004年第6期811-813,862,共4页
对一台 CNG发动机 ,包括气相流动、燃烧过程在内的发动机工作循环进行了三维模拟计算 .用移动网格来模拟气门和活塞的运动 ,采用分块划分技术形成计算域的整体网格 ,微分方程的求解基于 AVL FIRE程序 .根据计算结果 ,分析了进气道及缸... 对一台 CNG发动机 ,包括气相流动、燃烧过程在内的发动机工作循环进行了三维模拟计算 .用移动网格来模拟气门和活塞的运动 ,采用分块划分技术形成计算域的整体网格 ,微分方程的求解基于 AVL FIRE程序 .根据计算结果 ,分析了进气道及缸内流场的演变规律、缸内温度场及 展开更多
关键词 cng发动机 数值模拟 流场 燃烧 排放
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点燃式CNG发动机燃烧系统的优化 被引量:2
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作者 黎明 孙霞 +1 位作者 郑清平 黎苏 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期475-479,共5页
在开发某CNG发动机的过程中,发动机出现了进气回火、排气放炮等性能不稳定现象.本文借助CFD软件模拟缸内流动与燃烧,对燃烧室结构进行了优化改进设计,对比了改进前后两种燃烧室内混合气燃烧和流动情况,分析造成两种燃烧室内燃烧差异的原... 在开发某CNG发动机的过程中,发动机出现了进气回火、排气放炮等性能不稳定现象.本文借助CFD软件模拟缸内流动与燃烧,对燃烧室结构进行了优化改进设计,对比了改进前后两种燃烧室内混合气燃烧和流动情况,分析造成两种燃烧室内燃烧差异的原因.通过分析对比湍动能、火焰传播与形成过程的差异诠释了原燃烧室产生回火放炮的原因.优化改进设计的燃烧室不仅有效解决了进气回火、排气放炮问题,还使发动机的转矩、功率比原来有所提高,同时燃料消耗率显著降低. 展开更多
关键词 cng发动机 燃烧室形状 湍流 火焰传播
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CNG发动机燃烧系统优化分析 被引量:2
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作者 柏莹 黎苏 白巴特尔 《内燃机与动力装置》 2015年第3期52-56,70,共6页
为解决代用燃料与传统汽油机燃烧室匹配过程中出现的问题,详细分析燃烧系统优化的主要途径,并采用FIRE数值模拟软件,对目标模型的燃烧室进行模拟分析与改进。模拟结果用以对比两种不同燃烧室燃烧中,湍动能、火焰传播与形成过程的差异,... 为解决代用燃料与传统汽油机燃烧室匹配过程中出现的问题,详细分析燃烧系统优化的主要途径,并采用FIRE数值模拟软件,对目标模型的燃烧室进行模拟分析与改进。模拟结果用以对比两种不同燃烧室燃烧中,湍动能、火焰传播与形成过程的差异,结果表明改进后燃烧系统的燃烧性能得到明显改善。最后,通过台架试验实测数据与数值模拟结果进行正确性比对,全面验证整机动力性、经济性的改善,达到燃烧系统优化的目的。 展开更多
关键词 cng发动机 FIRE 燃烧室形状 数值模拟 燃烧过程
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过量空气系数对CNG发动机燃烧过程及排放的影响 被引量:2
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作者 何畏 常海军 +1 位作者 郭源君 唐海平 《内燃机》 2010年第6期31-33,共3页
为了更好地研究小排量CNG单燃料发动机工作时过量空气系数λ对发动机性能的影响,运用AVL-FIRE软件对不同λ下的发动机燃烧过程进行模拟,分析了λ对燃烧过程以及排放情况的影响,得到了在特定工况下合适的λ值。
关键词 单燃料发动机 过量空气系数 燃烧过程
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缸内直喷CNG发动机燃烧室结构对燃烧过程影响模拟研究 被引量:1
7
作者 周立迎 吕小宁 《贵阳学院学报(自然科学版)》 2014年第1期37-39,共3页
在缸内直喷CNG发动机上,设计了三种带有不同活塞凸台形状的燃烧室,通过CFD软件模拟了不同结构燃烧室缸内参数变化曲线、混合气速度场变化规律。结果表明:B型燃烧室缸内压力最高,滞燃期短,放热集中;且B型燃烧室火焰传播速度最快,大大缩... 在缸内直喷CNG发动机上,设计了三种带有不同活塞凸台形状的燃烧室,通过CFD软件模拟了不同结构燃烧室缸内参数变化曲线、混合气速度场变化规律。结果表明:B型燃烧室缸内压力最高,滞燃期短,放热集中;且B型燃烧室火焰传播速度最快,大大缩短了燃烧持续期。 展开更多
关键词 cng发动机 燃烧室 燃烧过程 数值模拟
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混合气浓度对CNG发动机性能影响试验研究
8
作者 朱昌吉 王立军 +2 位作者 邹博文 李君 贾磊 《车用发动机》 北大核心 2008年第5期30-32,共3页
在CA4102增压中冷电控多点喷射单燃料天然气发动机上进行了不同混合气浓度对发动机性能影响的试验。试验结果表明:当过量空气系数(a)从1.1变化到1.54时,小负荷工况下发动机的最大燃烧压力变化不大,大负荷时发动机的最大燃烧压力降低,... 在CA4102增压中冷电控多点喷射单燃料天然气发动机上进行了不同混合气浓度对发动机性能影响的试验。试验结果表明:当过量空气系数(a)从1.1变化到1.54时,小负荷工况下发动机的最大燃烧压力变化不大,大负荷时发动机的最大燃烧压力降低,放热率峰值降低,燃烧速度变慢,燃烧滞后。随a的增大,CO排放先减少后缓慢增加;NOx排放减少,在a=1.5时,NOx排放接近于0;a较小时HC排放基本没有变化,在a>1.5时,HC排放急剧上升。燃气消耗率随a的增大呈现增加的趋势,当a>1.4以后增加显著。 展开更多
关键词 天然气发动机 过量空气系数 燃烧 排放
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燃烧室形状对缸内直喷CNG发动机燃烧特性影响的数值模拟
9
作者 袁兴国 何锋 杨立成 《机械研究与应用》 2016年第4期122-124,128,共4页
为了研究燃烧室形状对于缸内直喷CNG发动机燃烧特性的影响,以6105型CNG发动机为研究对象,利用AVL-FIRE软件建立该型发动机模型,将三类典型的燃烧室(缩口型,直口型,敞口型)进行对比。分析缸内的湍动能分布、速度场、温度场等数据后得出:... 为了研究燃烧室形状对于缸内直喷CNG发动机燃烧特性的影响,以6105型CNG发动机为研究对象,利用AVL-FIRE软件建立该型发动机模型,将三类典型的燃烧室(缩口型,直口型,敞口型)进行对比。分析缸内的湍动能分布、速度场、温度场等数据后得出:直口型燃烧室缸具有较强的湍流运动,涡团与CH4的浓度分布有利于稳定火核的形成,提高燃烧速度,动力性较好。 展开更多
关键词 缸内直喷 天然气发动机 燃烧室 燃烧特性
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增压发动机被动预燃室的仿真分析
10
作者 常雪嵩 曹思雨 +5 位作者 张占东 赵磊 于鹏飞 胡佳佳 马京卫 高定伟 《柴油机设计与制造》 2023年第3期11-18,共8页
用CONVERGE软件对预燃室燃烧系统模型进行网格划分,设置关键参数以研究预燃室喷孔数对湍流比、湍动能、空燃比、缸内混合气流速的影响。结果表明:进气行程结束前,预燃室喷孔数对湍流比无影响;气门关闭时,预燃室喷孔数为偶数对湍流比无影... 用CONVERGE软件对预燃室燃烧系统模型进行网格划分,设置关键参数以研究预燃室喷孔数对湍流比、湍动能、空燃比、缸内混合气流速的影响。结果表明:进气行程结束前,预燃室喷孔数对湍流比无影响;气门关闭时,预燃室喷孔数为偶数对湍流比无影响,奇数则对湍流比影响较大;预燃室喷孔数对湍动能影响较小;预燃室喷孔数对主燃室空燃比影响不大;预燃室喷孔数减少,可以提升缸内混合气流速。 展开更多
关键词 增压发动机 被动预燃室 湍流比 湍动能 空燃比
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某新型高功率四冲程柴油机燃烧室设计参数研究
11
作者 刘腾 宋雅丽 赵俊红 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期31-38,共8页
以缸压、放热、油耗趋势、排放趋势、壁面传热、空气利用率作为衡量柴油机燃烧特性的关键,研究了某大功率四冲程柴油机17组不同燃烧室型线和喷嘴规格对燃烧特性的影响。研究表明,对于此类发动机,当喷孔数量、喷孔夹角、燃料流率和活塞... 以缸压、放热、油耗趋势、排放趋势、壁面传热、空气利用率作为衡量柴油机燃烧特性的关键,研究了某大功率四冲程柴油机17组不同燃烧室型线和喷嘴规格对燃烧特性的影响。研究表明,对于此类发动机,当喷孔数量、喷孔夹角、燃料流率和活塞碗型线中的3个变量固定时,8孔喷嘴具有更低的油耗、NOx排放,但缸盖、缸套传热较高;145°喷孔夹角喷嘴将导致燃油分布和燃烧过程较差,导致NOx排放和油耗偏高;高燃油流率可降低指示油耗和NOx排放,但缸盖传热增加,缸套传热降低;增加碗口与喉口的深度和角度都将导致NOx排放升高但油耗获得细微改善,增加碗口角度不利于提升空气利用率,增加喉口深度和角度均会导致缸盖和缸套的传热显著升高。 展开更多
关键词 高速船用柴油机 燃烧室 喷嘴规格 流动燃烧
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燃烧室几何形状对缸内气体流动和发动机性能的影响 被引量:27
12
作者 王锡斌 马志豪 蒋德明 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期6-11,共6页
本文通过对采用不同燃烧室时缸内流场的计算和分析,研究了燃烧室收口、底部凸台及燃烧室偏心对缸内流场的影响,并通过发动机试验,研究燃烧室几何形状对性能的影响。
关键词 流场 燃烧过程 模拟计算 燃烧室 几何形状 缸内 气体流动 发动机
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冲击加多斜孔双层壁冷却方式流量系数研究 被引量:21
13
作者 许全宏 林宇震 刘高恩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期49-52,共4页
为了获得冲击加多斜孔双层壁冷却方式的流量系数 ,分别对两种孔排列方式的冲击和多斜孔实验板组合成的四组双层壁模型在相似理论指导下进行实验。研究压力参数从 0变化到 80时 ,流量系数的变化情况。另外讨论并分析了主流流量、孔排列... 为了获得冲击加多斜孔双层壁冷却方式的流量系数 ,分别对两种孔排列方式的冲击和多斜孔实验板组合成的四组双层壁模型在相似理论指导下进行实验。研究压力参数从 0变化到 80时 ,流量系数的变化情况。另外讨论并分析了主流流量、孔排列方式、双层壁缝高的变化对流量系数的影响程度。为燃烧室设计和壁温预估提供依据。 展开更多
关键词 航空发动机 燃烧室 多斜孔壁 冷却方式 流量系数
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燃烧室形状对天然气发动机缸内流动和燃烧过程的影响 被引量:10
14
作者 杨立平 李君 +2 位作者 高莹 李昕 王立媛 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1257-1262,共6页
结合4102低排放天然气发动机的开发,应用FIRE软件对4102发动机原燃烧室和2种新的燃烧室设计方案(楔形和弧形燃烧室)进行了建模和仿真计算,对比分析了燃烧室形状对缸内流动和燃烧过程的影响。结果表明,弧形燃烧室效果最好,与原燃烧室相比... 结合4102低排放天然气发动机的开发,应用FIRE软件对4102发动机原燃烧室和2种新的燃烧室设计方案(楔形和弧形燃烧室)进行了建模和仿真计算,对比分析了燃烧室形状对缸内流动和燃烧过程的影响。结果表明,弧形燃烧室效果最好,与原燃烧室相比,在点火时火花塞附近气流速度低,初期火焰核心稳定,火焰传播速度快,燃烧持续期短,缸内最高压力比原始燃烧室提高12.7%,有利于提高天然气发动机性能。 展开更多
关键词 动力机械工程 燃烧室形状 缸内流动 燃烧过程
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燃烧室形状和位置对柴油机缸内空气运动的影响 被引量:14
15
作者 李康 刘书亮 史绍熙 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期1-11,共11页
本文利用多维数值模拟方法,进行了3个柴油机燃烧室方案下缸内三维流场的计算。系统地分析了燃烧室形状和位置对缸内流场的影响。计算表明,挤流和涡流的相互作用将使缸内涡流呈现非对称结构。一般来说,上止点时燃烧室纵剖面上的流场是一... 本文利用多维数值模拟方法,进行了3个柴油机燃烧室方案下缸内三维流场的计算。系统地分析了燃烧室形状和位置对缸内流场的影响。计算表明,挤流和涡流的相互作用将使缸内涡流呈现非对称结构。一般来说,上止点时燃烧室纵剖面上的流场是一个双涡结构,但随着挤流和涡流的相对强弱变化,可能表现为不明显的双涡乃至单涡结构。反喷主要集中在燃烧室边缘处,有缩口的燃烧室的反喷更加强列。 展开更多
关键词 数值模拟 空气运动 燃烧室 形状 位置 柴油机
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新型缸内直喷发动机滚流燃烧室设计与研究 被引量:7
16
作者 卢勇 裴普成 晁鹏翔 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期17-22,共6页
为了获得更加节能、环保和高性能的汽油发动机,设计了一种适用于缸内直喷(GDI)发动机的新型滚流燃烧室,并将这种燃烧室应用于4G15缸内直喷发动机进行了实验研究.该燃烧室通过活塞顶上凸起面的作用,合理地组织了缸内气体流动.计算流体动... 为了获得更加节能、环保和高性能的汽油发动机,设计了一种适用于缸内直喷(GDI)发动机的新型滚流燃烧室,并将这种燃烧室应用于4G15缸内直喷发动机进行了实验研究.该燃烧室通过活塞顶上凸起面的作用,合理地组织了缸内气体流动.计算流体动力学(CFD)仿真分析表明,在不使用垂直向下滚流进气道的情况下,该燃烧室同样可以获得理想的滚流强度.实验结果表明,4G15发动机的稀燃极限可达25~27,其中17~19是效率最高的空燃比区间,该区间的效率较原机提高了10%左右.在理论空燃比的情况下,当废气再循环率(EGR)达到7%时,NOx排放的化学计量可以降低到无EGR情况的20%以下. 展开更多
关键词 燃烧室 缸内直喷发动机 滚流 稀燃 废气再循环
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弯曲多孔壁不同倾斜角气膜孔整体气膜冷却效率研究 被引量:7
17
作者 赵梦梦 张弛 +1 位作者 林宇震 刘高恩 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期210-215,共6页
对弯曲多孔壁气膜冷却整体冷却效率进行了深入研究.弯曲多孔壁由等曲率凹壁面多孔壁实验板来模拟,实验研究了相同排列方式下2种不同小孔倾角方案整体气膜冷却效率,分析了弯曲通道曲率对冷却效率的影响,得到了沿流程的展向平均冷却效率及... 对弯曲多孔壁气膜冷却整体冷却效率进行了深入研究.弯曲多孔壁由等曲率凹壁面多孔壁实验板来模拟,实验研究了相同排列方式下2种不同小孔倾角方案整体气膜冷却效率,分析了弯曲通道曲率对冷却效率的影响,得到了沿流程的展向平均冷却效率及x/d=21.8和x/d=65.3处展向冷却效率分布.研究结果表明,吹风比是影响凹壁面小孔气膜冷却效率的关键因素;随着吹风比的增大,2种孔倾角冷却效率的差异变小;主流通道中气体的流动规律对冷却效率有较大影响. 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 航空发动机 回流燃烧室 弯曲通道 冷却效率
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超声速燃烧室流场的数值模拟研究 被引量:5
18
作者 刘敬华 凌文辉 +3 位作者 马祥辉 刘陵 张榛 王新月 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期28-32,共5页
用二维N-S方程的数值计算方法,模拟了超声速燃烧室内流场结构和性能。当量油气比φ=0.35和φ=0.46,燃烧室由扩张段和等截面段组成。在给定的进口状态下,计算结果与实验数据的比较表明,壁面压力和总压恢复系数相当符合... 用二维N-S方程的数值计算方法,模拟了超声速燃烧室内流场结构和性能。当量油气比φ=0.35和φ=0.46,燃烧室由扩张段和等截面段组成。在给定的进口状态下,计算结果与实验数据的比较表明,壁面压力和总压恢复系数相当符合。对计算的燃烧效率低于实验数据的原因进行了分析,对双模态超声燃烧室设计提出了改进的意见。 展开更多
关键词 超燃 冲压发动机 燃烧室 超音速燃烧 数值仿真
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燃烧室结构对天然气转子发动机燃烧过程的影响 被引量:4
19
作者 范宝伟 潘剑锋 +2 位作者 黄俊 肖曼 姚嘉琪 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第22期141-151,共11页
以一台由端面进气汽油转子发动机改装而来的预混天然气转子发动机为研究对象,在FLUENT软件的基础上通过编程实现转子发动机三维网格的偏心运动,并选择合适的湍流模型、燃烧模型以及详细的CHEMKIN化学反应机理,建立基于化学反应动力学的... 以一台由端面进气汽油转子发动机改装而来的预混天然气转子发动机为研究对象,在FLUENT软件的基础上通过编程实现转子发动机三维网格的偏心运动,并选择合适的湍流模型、燃烧模型以及详细的CHEMKIN化学反应机理,建立基于化学反应动力学的端面进气天然气转子发动机三维动态数值模拟模型。通过与试验数据进行对比和分析,验证模型的可靠性。在此基础上,研究燃烧室结构对端面进气天然气转子发动机的缸内流场、温度场和中间产物浓度场的影响。结果表明,当燃烧室凹坑布置于转子曲面长度方向的前端和转子曲面宽度方向的中心时,燃烧过程同时利用了燃烧室后部的滚流以及燃烧室中部高速流区对火焰的加速作用,缸内整体燃烧速率最大。同时,其缸内压力最大以及中间产物OH的生成量也最大,其压力峰值比中置凹坑燃烧室提高了19.9%,但其NO质量分数仍在0.5%以内。 展开更多
关键词 燃烧室结构 天然气 端面进气转子发动机 流场 燃烧过程 三维动态模拟
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气体燃料船用主机工作过程三维数值模拟 被引量:4
20
作者 冯立岩 田江平 +1 位作者 翟君 隆武强 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期807-813,856,共8页
为了实现高效稀燃,纯气体燃料船用主机需要采取预混合气的"分区控制、湍流激扰"来保证可靠点火和快速火焰传播。设计了某型号气体燃料船用主机的燃烧系统。应用三维CFD软件对其工作过程进行了数值模拟分析,研究了缸内流场变... 为了实现高效稀燃,纯气体燃料船用主机需要采取预混合气的"分区控制、湍流激扰"来保证可靠点火和快速火焰传播。设计了某型号气体燃料船用主机的燃烧系统。应用三维CFD软件对其工作过程进行了数值模拟分析,研究了缸内流场变化、燃料-空气混合过程、点火和火焰传播过程,分析了预燃室内燃料加策略。研究为主机的燃烧系统设计和加浓喷射策略设计提供了初始数据支撑。研究结果表明:在点火时刻,主机预燃室内形成了当量比为1.05的稍浓混合气,有利于稳定点火和火焰快速传播;点火后,经由预燃室喷孔喷出的引燃火焰在主燃室内迅速扩展,在50°CA内即完成主燃烧。 展开更多
关键词 气体燃料 船用主机 稀薄燃烧 燃烧室 燃空当量比 点火 工作过程 数值模拟
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