射流火焰淬熄及引燃預(yù)混合氣數(shù)值模擬.pdf

1、替代燃料的使用是減緩大量使用化石能源帶來的能源危機和環(huán)境污染問題的重要途徑，也是我國未來能源經(jīng)濟發(fā)展的重要內(nèi)容。射流引燃系統(tǒng)通過提供高額點火能量和縮短火焰?zhèn)鞑ヂ窂郊涌烊紵俣?，是解決代用氣體燃料燃燒速率較慢和稀薄燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣容^慢的有效方法。
　　本研究采用可視化實驗結(jié)合數(shù)值模擬的方法。采用紋影法和火焰自然發(fā)光法分別測量點火室射流發(fā)展過程和火焰發(fā)光強度，并通過仿真分析定容射流燃燒過程進一步認識射流引燃機制，最后通過發(fā)動機CFD數(shù)

2、值模擬探究性提出小容積點火室的設(shè)計方法?？梢暬瘜嶒炑芯坎煌淄閲娚淞俊h(huán)境溫度和環(huán)境壓力對點火室射流火焰結(jié)構(gòu)及引燃預(yù)混合氣過程的影響，仿真分析包括定容燃燒裝置的混合氣流動過程和點火室射流引燃過程。結(jié)果表明：混合氣流動在點火時刻形成主燃室低當量比、點火室高當量比的分布特點；點火室射流火焰引燃預(yù)混合氣過程是主燃室點火能量累積，射流湍流能量轉(zhuǎn)換，射流高溫區(qū)向低溫區(qū)拓展的結(jié)果；點火室的混合氣當量比控制對射流引燃系統(tǒng)的影響較大，精確控制點火室混合

3、氣當量比有利于預(yù)混合燃燒的著火相位控制，提高點火穩(wěn)定性，拓寬點火室引燃主燃室預(yù)混合氣的稀薄極限；增大環(huán)境壓力，點火室射流提供的點火能量增大，主燃室預(yù)混合氣燃燒始點提前，燃燒持續(xù)時間變短；相同壓力條件下，射流引燃過程受溫度和混合氣濃度兩個方面的影響，提高溫度可以增大初期火焰?zhèn)鞑ニ俣?。點火室設(shè)計方法研究基于一臺改裝的天然氣發(fā)動機建立 CFD仿真模型，模擬不同參數(shù)對發(fā)動機性能的影響，結(jié)果表明：射流引燃系統(tǒng)在較寬的點火提前角范圍內(nèi)能夠保持較好的

4、點火性能，在一定范圍提前點火時刻，射流點火機構(gòu)的點火性能越好；過大或者過小的點火室容積比都不利于主燃室燃燒速率，控制點火室容積比在3%附近可以有效提高點火室的點火性能，縮短主燃室燃燒持續(xù)期；點火室噴孔面容比對點火性能影響不明顯，但是噴孔直徑和噴孔長度對射流能量影響較大，適中的噴孔直徑和長度有利于提高點火室性能；對于小缸徑內(nèi)燃機，深ω形燃燒室更有利于射流火焰在主燃室傳播，燃燒持續(xù)期更短；增大噴孔夾角會縮短射流沿噴孔方向的傳播距離，增大淺ω