320船用柴油機快速混合燃燒系統(tǒng)設計與優(yōu)化.pdf

1、隨著世界范圍內能源問題以及環(huán)境問題的逐漸加劇，船用柴油機排放法規(guī)的日益嚴格，人們對船用柴油機的經濟和排放性能越來越重視。由國際海事組織（IMO）制定的船用柴油機排放標準中，已經實施的TierⅢ標準相對于TierⅠ標準NOX排放量降低了80%。所以如何保證提高經濟性的同時降低氮氧化物（NOX）和顆粒物成了現(xiàn)今船用柴油機研究的重中之重。本文使用AVL FIRE套件對L6-320柴油機進行了三維CFD模擬優(yōu)化計算。使用三維模擬軟件對柴油機的燃

2、燒和排放進行模擬，可以探究整個燃燒和排放的性能趨勢，為之后的實驗提供堅實的數據基礎。本文使用自動優(yōu)化的方法可以快速的給出燃燒室型線尺寸參數和噴油參數對燃燒和排放性能的影響，并且可以實現(xiàn)各個參數之間的相互匹配。
　　本文做的具體工作如下：
　?。?）首先使用FIRE ESE Diesel軟件對L6-320柴油機建立了三維計算模型，自動劃分網格。并且調整了模擬過程中的計算參數，完成了和原機缸壓曲線的匹配。給出了缸內燃空當量比、溫

3、度、NOX以及soot的分布情況。
　　（2）根據燃燒室型線的相關設計準則，在原機燃燒室型線的基礎上新設計了4款燃燒室，并且對其進行了三維模擬計算。對4種新型燃燒室和原機的IMEP、NOX、soot的結果做了對比分析，并分析了燃燒和排放性能的影響因素。原機的 NOX排放結果最優(yōu)，但是IMEP性能最差，Ⅳ型燃燒室的IMEP性能最優(yōu)，相對原機提高了6.64%，但NOX排放結果最差，相對原機升高了119.33%。綜合考慮選取了原機（NO

4、X排放結果最好）和Ⅱ型燃燒室（IMEP相對升高2.65%，NOX和soot相對升高幅度較?。┳鳛槿紵倚途€優(yōu)化計算的對象。并且驗證了部分負荷下燃燒室優(yōu)化的排放性能。
　　（3）對原機以及Ⅱ型燃燒室進行了型線尺寸參數的優(yōu)化。分別選定了5個參數進行了250次優(yōu)化計算，得到了穩(wěn)定的優(yōu)化結果，綜合分析后選定原機RUNID=206和Ⅱ型燃燒室RUNID=215作為噴油參數的優(yōu)化對象。選擇了5個噴油參數對上述對象分別進行了250次優(yōu)化計算。原