汽车空气加热器扩散燃烧过程数值模拟

用Fluent软件对空气加热器在不同过量空气系数下的扩散燃烧进行了数值计算,得到了燃烧室内温度、速度、湍流强度和CO分布,并对热流密度进行了计算。研究结果表明,过量空气系数对最高燃烧温度和CO分布影响不大。随着过量空气系数增加,燃烧室内轴向上温度先减小后增加,轴向上总的表面热流密度和辐射密度减小。在同一工况下,燃烧室内径向温度、速度和湍流强度先增加后减小。这为实现加热器的改造提供了理论依据。     

不同喷孔夹角的直喷柴油机涡流室燃烧系统性能分析

为改善燃烧室内喷雾的空间分布,增强气流运动,促进油气混合,基于前期研究提出的新型直喷柴油机涡流室燃烧系统,对146°、150°、154°喷孔夹角的3种不同喷油嘴在燃烧室内的喷雾、混合气形成与燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:从燃空当量比总体分布来看,采用146°喷孔夹角时混合气最均匀.燃烧涡流和逆挤流对速燃期的燃烧室内温度分布有较大的影响.154°喷孔夹角的NO排放量最低,而146°喷孔夹角的碳烟排放量最低.综合来看,150°喷孔夹角有较好的排放性能.     

涡流式燃烧室镶块上为什么要设置起动小孔

国产小缸径柴油机多采用涡流式燃烧室。涡流式柴油机燃烧过程是这样进行的：气缸内的压缩空气通过涡流室镇块中的豆形通道进入涡流室，由于通道的导向作用使压缩空气在其中形成强烈涡流。此时喷油嘴喷火雾化柴油并在气体涡流作用下形成油、气混合体，借压缩气体的高温，柴油首先在涡流呈中着火燃烧。燃气压力迅速升高，并和未燃烧的混合气一起通过通道冲入气缸，再借活塞顶上特定形状的主燃烧室（凹坑）使气体再次形成一定强度的涡流，继续油、气混合与燃烧，直至完成燃烧过程。柴油机起动时，转速较低．涡流室内空气的涡流运动相对减弱，燃…     

柴油机燃烧过程中有害排放物的产生和控制

介绍柴油机燃烧过程中有害排放物的形成机理及燃油品质、进气涡流强度、供油系统对柴油机燃烧过程中有害气体排放浓度的影响和控制方法     

基于PANS模型的湍流Taylor-Couette流及其换热特性

以同轴圆筒环隙内流体为研究对象,通过多种湍流模型计算结果与PIV测试结果的对比分析,建立了基于局部时均化模型(PANS)的环隙内湍流流场的数值模拟方法,在此基础上重点研究了沟槽模型内湍流流场分布与换热特性,获得不同旋转雷诺数、内外壁面温度梯度对流场分布及其换热性能的影响规律,同时研究了沟槽内涡流的形成机理及沟槽区域流体速度、剪切力及热流密度分布.结果表明:当流场转捩为湍流Taylor-Couette流时,泰勒涡沿轴向呈现无规则波动运动,并且泰勒涡轴向尺寸随雷诺数及内外壁面温度梯度增加而增加,径向速度与内壁面热流密度沿轴向的变化趋势表明:径向速度引起的射流作用对内外壁面间热量交换有直接影响;环隙内流体经过沟槽区域时撞击沟槽壁面,在惯性力、黏性力及壁面剪切力相互影响下形成涡流;沟槽区域的速度与壁面剪切力的变化呈现一致性,热流密度的变化与之相反.     

导流片对弧度弯管输水性能影响的数值模拟

迪恩涡流及螺旋流作为管路中常见的湍涡结构，虽然具有相似的传热传质等功能，但迪恩涡流易引发管路系统振荡，对有压输水管路系统安全产生巨大威胁。通过前人的物理模型试验建立了管径D=50 mm，曲率半径为2.8 D的弯管管路系统，并根据试验数据验证了数学模型。基于模型管段设计了27种导流片组合用以形成螺旋流，模拟了管内多尺度涡流结构，重点分析了涡流在弯管段及出口直管段的流速、压强和湍动能分布。模拟结果表明：涡流的湍动能及湍流强度对管路系统存在不同程度的影响，弯管管路系统的输水能力在湍动能较大、湍流强度较低的条件下相对较高；螺旋流强度对弯管的输水效率及管路系统的安全性影响显著，当管路进口流速V=1.5 m/s时，弯管管路系统在导流片（个数N=8个、高度H=15 mm、偏转角度θ*=60°）作用下，管路输水效率相对提升10.62%，管路事故风险概率相对降低24.41%。研究成果可为长距离螺旋流输送理论及有压管路系统优化提供技术指导。     

重型直喷柴油机缩口燃烧室结构特点与评价

为定量评价缸内瞬态气流特性,定义了涡流强度保持性概念。利用CFD软件FIRE对柴油机缩口直喷燃烧室内的气流分布特性进行了数值计算,在此基础上根据流场随曲轴转角变化特性的计算结果,用Matlab软件计算了瞬态的涡流强度保持性,由此分析燃烧室结构对涡流强度保持性的影响。同时试验研究了涡流强度保持性与喷射系统参数、进气涡流匹配时对柴油机性能的影响。结果表明,通过燃烧室结构控制涡流强度保持性,并与其他参数优化匹配后在动力性、经济性保持不变的前提下,可有效地改善柴油机的排放特性。     

解决柴油机启动小孔堵塞问题有新方法

175与 1 1 0 0等型号柴油机多数为涡流式燃烧室 ,其结构由主燃烧室和涡流室组成 ,气缸盖上装有镶块 ,镶块上有长圆形气流通道 (主通道 )。这一装置促进了燃油雾化与空气的混合 ,改善了燃烧条件。但由于燃烧室的一部分容积在气缸盖内 ,热损失及节流损失较大 ,往往启动困难。为改善启动性能 ,在镶块上设一启动小孔。在燃烧过程中 ,涡流室内的大部分燃烧气体会从主通道流向主燃烧室 ,另有一小部分燃烧气体也会从启动小孔涌向主燃烧室 ,而此时气缸内的气流也正涌向涡流室 ,形成对流。此时启动小孔内的燃烧气体由于流动速度极慢 ,被迫停留在启动…     

燃烧室形状对105型柴油机缸内气体流动和排放特性的影响

分析了燃烧室形状对柴油机缺内气体流动和排放特性的影响。用三维有限元程序,在不喷射燃油的情况下,系统地分析了缺内气体涡流、挤流、湍流等参数随曲轴转角的变化关系,并在单缸１０５型柴油机上进行了性能试验,计算和试验结果表明,优化燃烧室内何形状可以处长缸内高涡流的持续时间,活跃燃烧后期的扩散燃烧。通过延迟喷油定时,可以达到ＮＯｘ、烟度和油耗的良好折中。     

影响直喷式柴油机挤流特征的几个因素

对3种不同结构燃烧室所对应的缸内流场进行了模拟研究，系统地分析了挤流的演变过程和柴油机转速、燃烧室结构、进气涡流对其特征的影响。在上止点前或后较大的曲轴转角范围内流场相似，逆挤流叠加于由气体惯性作用保持的环涡之上并集中于燃烧室边缘，燃烧室内速度和湍流度随柴油机转速和燃烧室缩口度同向变化。进气涡流是湍流生成的主要因素并使流场复杂化，随涡流和挤流相对强弱的变化，燃烧室内形成的环涡的个数、转向和强度不同。     

2100型柴油机采用四角形缩口ω燃烧室燃烧系统的研究

在２１００型柴油机上开发了一种四角形缩口ω燃烧室燃烧系统,利用这种燃烧室的特殊结构可产生较强的挤流和涡流,加快了缸内混合气的形成和燃烧速度。通过延迟喷油定时,减少了预混合燃烧量,降低了ＮＯｘ排放和最大爆发压力。     

进气涡流与油束夹角对柴油机燃烧性能的影响

进气涡流与喷孔结构对柴油机缸内混合气分布有着决定性的影响,通过合理匹配二者可以优化缸内燃烧过程,从而获得更好的性能.对某小型高强化柴油机燃烧系统进行了多维仿真研究,综合分析了进气涡流与油束夹角的交互作用对缸内混合气分布、燃油蒸发、油气混合以及放热过程的影响机理,得到了二者对该机型的优化匹配准则.结果表明:增大和减小进气涡流和油束夹角可以分别增加上止点前后的燃油蒸发速率;涡流可以加速油气混合过程,而油束夹角过大则会减缓喷油中后期的油气混合速率;涡流比与油束夹角匹配得当时,缸内的混合气更均匀、索特平均直径更小,从而可以显著优化预混燃烧过程.     

供油系统参数对增压柴油机排放的影响规律

实测了多种供油系统参数,并分析其改变对增压柴油机排放性能的影响,重点分析了供油提前角、喷油器喷孔直径和喷油泵型式与柱塞直径对各种排放物的影响规律,提出了合适的匹配方案。     

小型直喷柴油机高原紊流燃烧室设计

介绍了矩形环槽紊流型燃烧室的结构特点 ,该燃烧室的特殊形状可以形成强烈的复合空气运动 ,减少燃油附壁量 ,促使油 -气混合 ,改善在高原地区运行的直喷式柴油机的燃烧过程。     

直喷475型柴油机设计与试验研究

近年来,随着全球石油资源的日益紧缺和燃油价格持续上涨,开发新能源和节约现有能源均是广大科技工作者研究的重大课题。为此目的,本文详细介绍了运用一些最新的研究成果将475型柴油机的涡流燃烧系统设计成直喷燃烧系统的一些探索,并进行了试验研究,试验结果表明:475型柴油机直喷化后,保持其原有动力性,不仅烟度排放低,而且燃油耗得到明显降低,达到了预期的设计目标。     

涡流比对NO_x与Soot排放影响的数值模拟

影响直喷式柴油机缸内燃烧过程和排放特性的因素可归纳为3个方面,即进气系统参数、喷油系统参数以及燃烧系统参数。基于某企业开发的6缸直喷式柴油机,以AVL公司的FIRE v8.5为平台,以进气系统参数具有代表性的物理参数涡流比为对象,研究了它对直喷式柴油机排放性能的影响规律。在涡流比从1.0增加到2.6的过程中,随着涡流比的增大,喷雾重叠加剧,并向燃烧室挤流区域集中,燃烧室凹坑内空气利用率变差,不利于柴油机的扩散燃烧,Soot排放增大;在涡流比增大的同时,降低了整个燃烧室的平均温度,使NOx的生成量降低。     

单缸柴油机双喷油器燃烧系统

对单缸柴油机双喷油器直喷燃烧系统进行了研究，分析了供油系统油管分叉夹角及截面收缩比、燃烧室油线布置及几何形状的优化原则。采用该燃烧系统，可增加燃油喷注在燃烧室内的自由贯穿长度，减少对进气涡流的依赖，促进混合气形成和燃烧；可降低气缸盖及活塞的热负荷；由于进、排气门中心线与气缸中心线处于同一平面，故气门流通面积大，可以改善进排气流动性能；可实现先缓后急的喷油规律。