双燃料船机天然气喷射规律对燃烧特性的影响

王作吉; 刘宗宽; 周磊; 卫海桥

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双燃料船机天然气喷射规律对燃烧特性的影响

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基于高压直喷(high pressure direct injection,HPDI)天然气船用低速机,采用计算流体力学(CFD)软件Converge开展三维数值模拟研究,探究了天然气喷射规律对缸内着火及燃烧特性的影响.结果表明,随着天然气喷射速率的降低,缸压、放热率和平均温度峰值显著降低.当喷射速率从1.30 kg/s降低到0.78 kg/s时,放热率峰值持续时间延长了约15°CA,缸压降低了约2 MPa,导致燃烧相位延后,发动机做功能力降低.降低喷射速率使得缸内火焰发展速度变慢且火焰浮升长度更晚到达稳定值.进一步分析燃烧过程的高温反应和低温反应发现,天然气喷射速率降低使得燃烧初期的低温反应速率降低;2.5°CA前总体高温反应无明显变化,但随后高温反应随着天然气喷射速率的降低而减弱.天然气喷射速率越低,燃烧反应进行至约1.5°CA后富燃区低温产物CH2O和H2O2浓度峰值越高,且峰值持续时间更久,其原因为富燃区低温产物消耗较慢且火焰对富燃区的影响相对滞后,使低温产物快速消耗的时刻推迟.

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来源
《燃烧科学与技术》 |2021年第4期|424-433|共10页
作者
王作吉; 刘宗宽; 周磊; 卫海桥;
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作者单位

天津大学机械工程学院天津 300072;

天津大学机械工程学院天津 300072;

天津大学机械工程学院天津 300072;

天津大学机械工程学院天津 300072;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类设计、计算;
关键词
船机; 双燃料; 喷射速率; 燃烧特性; 低温反应;

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