基于化学反应动力学的双燃料发动机数值模拟

为了完整表达双燃料发动机湍流燃烧过程中湍流流动和化学反应的共同影响,在燃烧过程的数值计算中将湍流和化学反应机理模型耦合,考虑两者的相互作用,成为可行的办法.在对双燃料发动机缸内工作过程数值模拟时,将构建的柴油引燃天然气化学反应机理模型耦合到计算流体动力学(CFD)软件中进行计算,并考虑湍流和化学反应的相互作用.湍流流动采用RNG k-ε模型,化学反应机理模型由简化而来的正庚烷机理(162组分和692步基元反应)、甲烷机理(26组分和122步基元反应)以及扩展的NO热力学机理(3步反应)组成,湍流与化学反应之间的相互作用通过Kong模型建立,基于此开展了不同初始温度对双燃料发动机中引燃柴油的燃烧过程和液化天然气(LNG)极限替代率的影响分析.结果表明,在初始温度为400 K,引燃柴油量所占原柴油量的百分比在1.6％及以上时,引燃柴油基本上被完全压燃,随着初始温度的升高,其可以被压燃所需要的柴油量会减少;同样初始温度400K时,LNG极限替代率降低到94.9％,随着初始温度的升高,LNG的极限替代率会提升.     

基于化学反应动力学的双燃料发动机数值模拟

为了完整表达双燃料发动机湍流燃烧过程中湍流流动和化学反应的共同影响,在燃烧过程数值计算中将湍流和化学反应机理模型耦合,考虑两者的相互作用,成为可行的办法。在开展不同LNG替代率下双燃料发动机缸内工作过程数值模拟时,将构建的柴油引燃天然气化学反应机理模型耦合到CFD软件中计算,并考虑湍流和化学反应的相互作用。湍流流动采用RNG k-ε模型,化学反应机理模型由简化而来的正庚烷机理(162组分和692步基元反应)、甲烷机理(26组分和122步基元反应)以及扩展的NO热力学机理(3步反应)组成,湍流和化学反应之间的相互作用通过Kong模型建立。结果表明,双燃料工况下发动机的缸内压力要低于纯柴油工况,但氮氧化物的生成也要小于纯柴油工况,且随着LNG替代率的增加,天然气燃烧始点也逐渐延长,缸内压力以及缸内温度峰值也随之下降,氮氧化物的生成也会下降。     

喷油正时对双燃料船用中速柴油机燃烧性能影响研究

为了研究喷油正时对船用中速发动机燃烧性能的影响,本文以MANL23/30H中速柴油机为研究对象,通过数值模拟技术搭建柴油、双燃料发动机的计算模型,以原始发动机实验数据为参照,进行模型的校准与完善.通过改变天然气替代率(0％,25％,50％,75％)以及喷油正时(SOI=-10℃A,-5℃A,0,5℃A),进行船用中速柴...     

基于动态贝叶斯网的双燃料船舶适航性评估

随着柴油-LNG双燃料船舶新型技术的兴起,迫切需要科学有效的方法对其进行适航性评估与安全监管。本文首先根据双燃料船舶的营运特点,从船舶动力丧失概率的角度分析和确定了适航性评估的内容、程序和建模方法。然后针对船舶使用双燃料和纯柴油两种工况下的失效模式特点,建立了相应不同结构的可靠性框图。最后基于可靠性框图建立了动态贝叶斯网络并计算了各节点的条件概率,解决了双燃料船舶适航性分析中的动态性,小子样、相关失效等难点。实例计算表明双燃料工况下由于共因失效冲击船舶动力丧失概率明显增大,验证了评估模型的正确性。     

压力自适应活塞对天然气-柴油双燃料发动机的影响

为改善天然气-柴油双燃料发动机的动力性能和抑制爆震,研究压力自适应活塞(PSAP)技术.基于遗传算法对碟簧进行优化设计,并在MATLAB/Simulink中建立发动机数值模型.结果 表明,活塞位移主要集中在燃烧行程,预紧力是影响活塞性能的重要因素;PSAP机型在25％、50％和75％负荷下的循环动力过程功相比原机分别增大61 J、88 J和148 J,动力性能有所改善;PSAP机型在90％和100％负荷下的最大压升率相比原机分别下降0.32 MPz/(°)和0.31 MPa/(°),工作粗暴程度和爆震趋势有所减弱.     

一种新型双燃料喷射器设计与数值模拟

在现有共轨喷油器的基础上,提出一种适用于液态天然气(LNG)液喷的新型双燃料喷射器结构,并运用AMESim软件建立柴油和天然气喷射过程的计算模型,研究柴油压力、LNG压力、柱塞直径和控制腔进油孔孔径对针阀运动和喷油速率的影响规律,验证了设计方案的可行性,也为适用于 LNG液喷的引燃柴油/天然气新型双燃料喷射器的设计提供理论依据.     

船用中速双燃料发动机放热规律神经网络预测模型的开发

以船用中速双燃料发动机为研究对象,提出其放热规律神经网络预测模型的开发方法。首先建立船用中速双燃料发动机的多维性能仿真模型,对增压空气压力、燃气喷射量和引燃油喷射提前角等不同控制参数进行数值组合,计算多组不同工况条件下的放热率曲线;通过对多条放热率曲线进行参数化分析,明确描述放热率曲线的4个曲线特征参数和特征方程;建立双燃料发动机放热规律神经网络预测模型,以控制参数作为输入量,以放热率曲线特征参数作为输出量,利用多组放热率数据对神经网络模型进行训练和测试。该模型揭示了控制参数与放热率之间的规律,可由控制参数对放热率曲线进行预测。仿真计算结果表明:相比一般的发动机实时仿真模型,神经网络预测模型结果更加贴近发动机实际工作状态。     

船舶双燃料发动机燃料模式切换的仿真研究

针对船舶双燃料发动机燃料模式切换过程中的燃烧不稳定和转速波动大的问题,分析了燃料模式切换的瞬态过程。根据热力学的工作原理采用平均值法建立了双燃料发动机模型及燃料模式切换控制模型,将仿真结果与发动机台架试验对比,同时对双燃料发动机燃料模式切换的瞬态过程进行了仿真,展现了发动机在瞬态运行下的性能和响应。仿真结果表明：双燃料发动机模型有很好的准确性,在瞬态情况下的响应速度满足制造商的要求,能实现燃料模式切换过程的稳定,并展现了发动机及其控制系统的运行情况。     

“远瑞洋”轮LNG双燃料副机技术简介

“远瑞洋”轮是全球首艘液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)双燃料超大型油轮(Very Large Crude Carrier, VLCC),主机和副机均为LNG双燃料动力，介绍双燃料副机主要参数及对LNG燃料理化性能的要求，从燃烧原理、循环特征将LNG双燃料副机与传统副机进行对比，并介绍LNG双燃料副机特有的关键部件、动态燃烧控制系统及安保系统，以便相关人员更好地理解LNG双燃料副机运行机理和管理要点。     

内河双燃料船LNG储气罐位置的确定

为确保内河双燃料船LNG储气罐安放位置的科学性及可靠性,研究如何把层次分析法和模糊数学理论应用到储气罐位置的综合评价中。通过对航行船只的调查研究,确定双燃料动力船安全评价指标和各项指标分级隶属函数,从而建立双燃料动力船安全评价的多层次模糊综合评价体系。