船用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)建模仿真與燃燒放熱率研究.pdf

1、隨著海事排放法規(guī)的日益嚴(yán)格和石油資源的緊缺，采用排放清潔、儲(chǔ)量豐富的天然氣作為代用燃料，成為當(dāng)前船用發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的重要發(fā)展方向之一。盡管船用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相近，但由于天然氣特殊的理化特性，其燃燒特征不同于柴油機(jī)和汽油機(jī)。因此，船用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程的建模仿真與燃燒放熱率研究具有重要的意義。
　　本文根據(jù)單一燃料船用氣體機(jī)與傳統(tǒng)柴油機(jī)的燃料和工作過(guò)程差別，在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下建立了燃燒放熱率計(jì)算

2、模型，并研究2135天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的放熱特性。建立了船用氣體機(jī)的工作過(guò)程模型，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，證明該模型能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)船用氣體機(jī)的缸內(nèi)氣體壓力和循環(huán)輸出功等性能參數(shù)。根據(jù)目前天然氣組分不統(tǒng)一的情況，研究了天然氣組分對(duì)船用氣體機(jī)性能的影響。
　　基于船用氣體機(jī)和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程仿真模型，提出采用三條Vibe曲線模擬雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒放熱率。建立船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)過(guò)程模型，并計(jì)算6170船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在額定工況下

3、的主要性能參數(shù)，研究Woschni參數(shù)對(duì)缸內(nèi)狀態(tài)參數(shù)的影響。根據(jù)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程的研究，提出一種新的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的放熱率計(jì)算方法，即通過(guò)缸內(nèi)過(guò)程仿真模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，用Vibe放熱率模型擬合實(shí)際雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的放熱率，并通過(guò)缸內(nèi)壓力曲線驗(yàn)證。通過(guò)放熱率的計(jì)算模型，研究不同替代率對(duì)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響。
　　本論文綜合考慮了單一燃料天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)和雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，結(jié)合柴油機(jī)工作過(guò)程仿真模型，建立了相應(yīng)的仿真模型和放熱