基于STAR-CD的中速柴油機燃燒過程三維數(shù)值模擬.pdf

1、本文采用STAR-CD軟件，對某型船用中速柴油機在不同的噴霧錐角、不同噴孔直徑情況下缸內(nèi)的燃燒質(zhì)量和排放物的生成進(jìn)行數(shù)值計算分析，研究不同優(yōu)化結(jié)果對柴油機缸內(nèi)燃燒和污染物排放的影響，得出以下結(jié)論:
　　1)首先針對某型船用柴油主機，運用通用流體CFD軟件STAR-CD建立其燃燒室的三維燃燒計算模型，并通過計算得到了缸內(nèi)平均壓力曲線的模擬結(jié)果。最后將模擬結(jié)果與臺架試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，模擬計算值與實測值吻合較好，可以模擬柴油機的實際

2、工作情況，同時也為后續(xù)噴油系統(tǒng)數(shù)值優(yōu)化計算提供依據(jù)。
　　2)在額定工況下，運用該計算模型對不同噴霧錐角下柴油機燃燒室內(nèi)的工作過程進(jìn)行計算，結(jié)果表明:
　　(1)當(dāng)噴霧錐角為144°時，油束直接噴到活塞頂面，造成燃燒室內(nèi)產(chǎn)生局部燃油堆積，不能與缸內(nèi)空氣充分混合，致使缸內(nèi)的平均溫度和平均壓力下降，缸內(nèi)產(chǎn)生結(jié)碳以及污染物增多。
　　(2)隨著噴霧錐角的增大，當(dāng)噴霧錐角達(dá)到155°時，燃油與空氣混合得更加均勻，使得缸內(nèi)的平均

3、壓力和溫度升高，最高爆壓從噴霧錐角為144°時的13.51MPa上升到155°時的14.54MPa，溫度由噴霧錐角為144°時的1385K增加到155°時的1551K，同時缸內(nèi)的平均壓力曲線所圍成的面積越大，柴油機的動力性越好，同時NOX的生成量增大，碳煙生成量減小。
　　(3)綜合以上考慮，本文選擇噴霧錐角為155°時，基本實現(xiàn)了油束夾角與燃燒室的最佳匹配，此時缸內(nèi)燃燒比較充分，最高爆發(fā)壓力增高，使得柴油機動力性升高，同時也提升

4、了柴油機的經(jīng)濟性。
　　3)在額定工況下，通過該計算模型對不同噴孔方案下柴油機燃燒室內(nèi)的工作過程進(jìn)行計算，結(jié)果表明:
　　(1)隨著噴孔方案的不同，噴孔直徑的增大，燃油油束的貫穿距離也同樣不斷增加。從而使得噴霧霧化后的燃油蒸汽能夠與更多的氧氣充分混合，缸內(nèi)開始燃燒的可燃混合氣的范圍變大，從而使缸內(nèi)的平均壓力和溫度均升高。
　　(2)由方案3所得出的缸內(nèi)最高平均壓力值和缸內(nèi)的最高平均溫度值均要高于其他2個噴孔方案，同時N