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《工況變化對(duì)柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、成都，2007年8月中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)燃燒凈化節(jié)能分會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集工況變化對(duì)柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響周乃君，裴海靈，高宏亮，陳秋亮（中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410083）摘要：以CFD軟件FLUENT6.2為計(jì)算平臺(tái)，結(jié)合自編程序，利用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)建立了柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)二維計(jì)算模型，并對(duì)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果顯示：隨負(fù)荷增大，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的平均溫度、平均壓力以及NO生成量均會(huì)升高，本文所研究轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在90%負(fù)荷工作時(shí)，可兼顧較高的工作壓力和較低的NO排放；隨著轉(zhuǎn)速的提高，缸內(nèi)最高溫度呈下降趨勢(shì)，燃燒區(qū)域也相應(yīng)縮小，NO高濃度區(qū)離開(kāi)轉(zhuǎn)子工作
2、面一側(cè)，向缸壁側(cè)移動(dòng)。研究結(jié)果可為柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)；工作性能；數(shù)值模擬轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)是一種以三角轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機(jī)工作參數(shù)的優(yōu)化提供理論依據(jù)。[1]1物理模型及數(shù)學(xué)模型運(yùn)動(dòng)代替活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的新型內(nèi)燃機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、高速性能1.1物理模型好，被用作多種軍用裝備及中小型飛機(jī)、無(wú)本文所研究的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)創(chuàng)成半徑[2-6]人機(jī)的動(dòng)力。目前，國(guó)內(nèi)外研究者利用0.071m，偏心距為0.116m，氣缸寬為3KIVA或自編程序?qū)ζ娃D(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒0.682m，單轉(zhuǎn)子，排量為294cm，額定功[7-10]過(guò)程進(jìn)行了一些研究，為其研發(fā)提供了率為63.9kW，額定轉(zhuǎn)
3、速為5000rpm?？紤]有益的指導(dǎo)。但關(guān)于柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)性能的到本文所研究的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)采用周邊進(jìn)排優(yōu)化研究尚未見(jiàn)報(bào)道。目前國(guó)內(nèi)有單位對(duì)柴氣方式，因此采用二維模型來(lái)進(jìn)行計(jì)算。本油轉(zhuǎn)子機(jī)進(jìn)行研究，但存在燃燒不充分，冒文主要計(jì)算區(qū)域是由轉(zhuǎn)子和殼體壁組成的黑煙嚴(yán)重等缺陷。為了深入研究影響柴油轉(zhuǎn)三個(gè)工作室，考慮到這三個(gè)工作室的形狀隨子發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)鍵因素，以提高其性能指時(shí)間不斷變化以及動(dòng)網(wǎng)格模型使用的限制標(biāo)，本文以大型商業(yè)軟件FLUENT6.2為平條件，本文動(dòng)態(tài)計(jì)算區(qū)域采用三角形網(wǎng)格劃臺(tái)，結(jié)合自編程序?qū)ψ児r條件下轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)分，如圖1所示，網(wǎng)格的個(gè)數(shù)是754個(gè)。機(jī)的性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，為柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)5
4、0110%40100%M30T/A90%P2080%10-50050100150200CA/°圖1轉(zhuǎn)子機(jī)計(jì)算初始網(wǎng)格圖2不同負(fù)荷時(shí)的缸內(nèi)平均壓力隨偏心軸轉(zhuǎn)角的變化1.2噴霧模型模型假定從噴口油滴半徑分布符合概率論2中的χ規(guī)律：為了使噴霧過(guò)程更加接近柴油轉(zhuǎn)子發(fā)1?r/rf(r)=e(1)動(dòng)機(jī)的實(shí)際噴霧狀況，本文采用油氣兩相模r[11]型中的DDM模型，具體控制方程見(jiàn)文獻(xiàn)，作者簡(jiǎn)介：周乃君（1963－），男，教授，博士生導(dǎo)師。研究方向：熱工過(guò)程和內(nèi)燃機(jī)仿真與優(yōu)化。E-mail:njzhou@mail.csu.edu.cn成都，2007年8月中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)燃燒凈化節(jié)能分會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集
5、2式中，r是按油滴數(shù)目平均的半徑。對(duì)于χ分O2+N2<=>2O+2NO(9)布，r與Sauter平均半徑r之關(guān)系為r/3，而3232O2+2N2<=>2N+2NO2(10)r是作為輸入量人為規(guī)定的。32N2+2OH→2H+2NO(11)1.3湍流模型為了簡(jiǎn)化計(jì)算，本文不考慮碳煙模型。內(nèi)燃機(jī)數(shù)值模擬中常用的湍流模型較仿真的開(kāi)始角是-540°ATDC,結(jié)束角是多，但根據(jù)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)氣體流動(dòng)流線彎198°ATDC。缸壁溫度采用固定壁面溫度，曲較大的特點(diǎn)及RNGk-ε湍流模型可以計(jì)算壁面處流體速度與壁面速度相同；當(dāng)噴霧液分離流、旋流等優(yōu)勢(shì)，本文采用RNGk-ε湍滴碰撞在固定壁面上時(shí)，則令其速度等
6、于壁[12]流模型，具體如下：面速度。?(ρk)?(ρku)???k?2計(jì)算結(jié)果與分析i+=?αkμeff?+Gk+ρε(2)?t?xi?xj???xj??2.1負(fù)荷變化對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響?(ρε)?(ρεu)???ε?C*ε通過(guò)固定轉(zhuǎn)速，改變負(fù)荷（噴油量）為iε+=?αεμeff?+Gk額定工況的110%、90%和80%，進(jìn)行對(duì)比?t?xi?xj???xj??k仿真來(lái)研究負(fù)荷變化對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)性能的2ε?C2ερ(3)影響。k2.1.1負(fù)荷對(duì)缸內(nèi)平均壓力和溫度的影響式中：1???ui?uj??圖2和圖3分別給出了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在不μeff=μ+μtEij=?+?(4)2?x?xi?j?同負(fù)
7、荷時(shí)所對(duì)應(yīng)的缸內(nèi)平均壓力和平均溫2μ=ρCk1/2k(5)度隨偏心軸轉(zhuǎn)角變化的計(jì)算結(jié)果?？梢钥磘μη=(2Eij?Eij)εε出，隨負(fù)荷（噴油量）增大，缸內(nèi)平均壓力C*=C?η(1?η/η0)η0=4.377,β=0.012(6)和溫度均會(huì)升高，但是當(dāng)負(fù)荷大于額定負(fù)荷1εC1ε31+βη時(shí)，缸內(nèi)最高溫度隨負(fù)荷增大而升高的幅度Cμ=0.0845,αk=αε=1.39C1ε=1.42,C2ε=1.68(7)開(kāi)始減小。2.1.
