不同口径比和径深比燃烧室工作过程分析

不改变燃烧室体积,通过改变燃烧室的口径比和径深比,对柴油机工作过程进行了模拟计算。燃烧模型取4步简化动力学模型,湍流模型取修正k-ε模型。计算区域除气缸和燃烧室外,还包括进、排气支管。计算结果表明,随着口径比的减小,缸内挤流强度增加。对于空间雾化燃烧的直喷式柴油机,将燃烧室结构设计成油注形状,可以利用燃烧波在燃烧室内产生较大尺度的垂直涡流,有利于增强燃油喷射效应,从而提高油气与空气的均匀混合质量,提高柴油机的经济性,同时也有利于降低NO排放。     

喷油定时和燃烧室形状对柴油机燃烧及排放的影响

在保持压缩比不变的条件下,设计了3种不同径深比的燃烧室,并采用CFD数值模拟方法研究了喷油定时和燃烧室形状对柴油机燃烧过程、碳烟和NOx排放的影响.结果表明,随着喷油的推迟,各燃烧室NOx排放均呈下降趋势,碳烟排放则有所增加,尤其是缩口较小的燃烧室,其碳烟生成较多而氧化速率却很低,因此碳烟排放较高.此外,缸内温度为1500～2400K的区域是碳烟生成的主要区域,温度过低不利于碳烟的生成,而较高的温度会促进已生成碳烟的氧化.     

不同结构燃烧室内流场的三维模拟

利用AVL Fire软件对105柴油机进气、压缩过程进行三维瞬态数值模拟,模拟结果给出了两种形状燃烧室详细的流场结构.在压缩上止点之前,A型燃烧室(直口ω形)内挤流速度明显低于B型燃烧室(缩口ω形),压缩上止点后B型燃烧室逆挤流强度大,持续时间长,说明缩小燃烧室开口直径能有效增强挤流和逆挤流;B型燃烧室的湍流强度明显高于A型燃烧室,B型燃烧室最大湍动能约为A型燃烧室的两倍.     

ω型燃烧室柴油机喷油雾化分析

针对ω型燃烧室的特定结构,建立了三维动态CFD模型并进行了模拟计算,计算结果表明:在燃油开始喷射后,形成的挤流和旋流从油束的上下2个方向分别冲击油束,在油束上部形成明显的漩涡,缸内气流基本保持油束带动的漩涡流动;在燃烧后期,燃油液滴颗粒喷射到壁面上,燃油组分集中在燃烧室壁面附近;膨胀行程初期,形成逆挤流。     

有限流沿燃烧室内喷雾撞壁过程的数值研究

作者应用STAR—CD软件对有限流沿燃烧室内喷雾撞壁过程进行了数值研究，发现在活塞接近上止点时，因为缸内温度较高，所以在喷雾到达燃烧室壁面时，大部分液滴已经蒸发，这样基本上没有液滴与壁面的相互作用，所以撞壁模型的选取对计算结果的影响不大。同时也验证了限流沿可以使燃油从壁面剥离。     

燃气轮机燃烧室流场数值计算研究及分析

对燃气轮机逆流式环形燃烧室,热态三维流场的数值模拟问题进行了研究,建立了三维计算模型,生成了数值计算网格。数值模拟研究表明,改变燃烧室的几个结构参数,可以得到更加合理的流场。通过对关键截面的流动分析,可以判断燃烧室设计的合理性,为进一步优化燃烧室结构设计、改善流场奠定了基础。     

液体射流泵喷嘴长径比的数值分析

液体射流泵的工作喷嘴一般采用锥直形喷嘴,锥直形喷嘴出口直段的长度与喷嘴出口直径之比即喷嘴长径比,是射流泵的重要几何参数。为了研究喷嘴长径比对液体射流泵性能的影响,采用Realizableκ-ε模型对不同长径比的射流泵内部流动进行三维数值模拟。结果表明,在射流泵的流量比小于0.5时,不同喷嘴长径比所对应的射流泵效率曲线差别不大;在流量比大于0.5时,以射流泵效率为判据,喷嘴长径比范围为0.250～1.000的射流泵性能较好;不同喷嘴长径比对应的射流泵壁面剪切应力相差不大。从湍流耗散率、喷嘴出口断面收缩、核心区长度等方面考虑,喷嘴长径比范围为0.250～1.000的射流泵性能较好。     

不同长高比RQL燃烧室燃烧和排放特性研究

针对3种长高比富油/焠熄/贫油(RQL)燃烧室,保持头部旋流器入口空气和燃料体积流量不变,通过改变焠熄空气体积流量,研究了不同长高比燃烧室冷态流场、掺混不均匀度、轴向温度分布及排气温度分布均匀性和污染物排放变化。结果表明:相同工况下长高比越小,射流深度越大,上下射流相互干涉作用越强;长高比为3.75的燃烧室掺混不均匀度最小,掺混效果最好;随着长高比的增加,焠熄区最低温度降低;长高比为3.75时,排气温度不均匀度较好,长高比大于3.75时,排气温度不均匀度迅速增加;随着长高比增加,燃烧室NO_x排放质量浓度升高,随着焠熄空气体积流量减小,不同长高比燃烧室NO_x排放质量浓度均先升高后降低,且在高焠熄空气体积流量工况下,低长高比燃烧室的燃烧效率下降。     

柴油机燃烧室流场三维数值模拟分析

柴油机燃烧室的设计,通常以经验设计为主,要通过实机实验,比较得到较优燃烧室形状,周期长,费用高。本文通过模拟不同形状燃烧室内的三维流场,分析缸内气流运动规律,评述了不同燃烧室形状的优缺点。     

不同径高比柱状载氧体固定床CLC非均相反应及共轭传递过程的数值分析

为了解柱状载氧体的外形如何影响组分扩散与复杂间隙流动,并最终影响整体气固非均相反应性能,采用计算流体力学(CFD)方法对不同径高比的柱状载氧体的固定床化学链燃烧(CLC)过程进行了数值分析。结果表明：柱状载氧体颗粒的径高比越大,填充床反应器中气流平均速度和床层压降越大;相比于常规的圆柱载氧体颗粒,薄片状或棒状颗粒具有更大的比表面积和更短的组分扩散距离,能够缓解多孔颗粒载氧体中的内扩散限制,从而提高整体气固非均相反应速率和载氧体转化率;在相同径高比下,薄片状颗粒填充床具有更大的内扩散传质速率和对流传质速率,综合共轭传质能力更强。     

涡流室柴油机燃油与空气混合过程的三维数值计算和实验验证

通过改进ＫＩＶＡ－Ⅱ程序中的油滴破碎和喷雾碰壁两个子模型,对涡流室柴油机燃油与空气混合过程进行三维数值计算。获得了涡流室中典型截面的油滴运动轨迹和燃料蒸汽质量分数以及温度场的分布图。用激光莫尔偏折技术实测涡流室内的温度场,测试结果表明：三维数值计算与实测数据取得了定性上的一致。     

以面面比对汽油机燃烧室紧凑性进行研究

对汽油机燃烧室紧凑性面容比A/V值进行分析,讨论了其局限性,以及在特殊条件下不适用性。另外提出了新的内燃机燃烧室紧凑性的衡量方法,以面面比S/A代替A/V,分析其适用于不同形状,不同燃烧室结构尺寸的各个燃烧室进行紧凑性及火焰传播距离的比较。     

以面面比对汽油机燃烧室紧凑性进行研究

对汽油机燃烧室紧凑性面容比A/V值进行分析,讨论了其局限性,以及在特殊条件下不适用性。另外提出了新的内燃机燃烧室紧凑性的衡量方法,以面面比S／A代替A/V,分析其适用于不同形状,不同燃烧室结构尺寸的各个燃烧室进行紧凑性及火焰传播距离的比较。     

燃烧室几何形状对缸内气体流动和发动机性能的影响

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。     

某增压中冷柴油机各缸EGR率均匀性分析

本文以一台增压中冷带EGR系统的柴油机为研究对象,研究其进气系统EGR率分配均匀性。经研究发现原机绝对均匀性为4％,不满足1．5％的经验值。因此,提出了4种方案,并对其进行均匀性分析,得出合适的方案。     

单总管排气系统始端模件多维流场的测量与数值模拟

利用三维粒子动态分析仪,对一单总管排气系统始端模件稳态湍流流场进行了准三维测量,并用ＡＬＥ法对其流场进行了三维数值模拟。计算结果与试验结果吻合良好,反映了模件流场的三维特征。     

四气门柴油机进气道组合对涡流和流量影响的研究

四气门柴油机进行气道可以选用不同类型的进气道进行组合,如二个螺旋进气道、二个切向进气道或一个切向进气道一个螺旋进气道等。螺旋进气道和切向进气道气门出口处气流分布不同,不同的气道组合对进气涡流影响必然不同。本文介绍了在气道稳流试验台上进行试验研究的结果。