第37卷(2015)第1期
性能与排放
柴油机 Diesel Engine
Vol. 37 (2015) No. 1
燃气喷嘴结构对天然气发动机混合气均匀性的影响研究
杨书乔，平涛，李翔（七一一研究所，上海201108）
摘要：针对稀薄燃烧大缸径天然气发动机提高燃气混合均匀性开展研究，利用三维CFD软件比较分析了不同结构的燃气喷嘴其下游混合气的均匀性。研究表明：喷嘴结构对天然气与空气的混合均匀性有明显影响；并优选出了适合研究机型的喷嘴结构。同时分析了喷嘴结构对燃气流通特性和气道流通性的影响，
关键词：天然气发动机；喷嘴；结构
中图分类号：TK423.8*4
文献标识码：A
文章编号：10014357(2015)01-0013-04
The Influence of Gas Nozzle Structure
on the Gas Mixture Homogeneity of Gas Engines
Yang Shuqiao,PingTaoLiXiang
( Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute, Shanghai 201108 )
Abstract: Research was carried out to improve gas mixture homogeneity on large bore lean-born natural gas engine. The homogeneity of gas mixture downstream the gas nozzles with different structures were ana-lyzed by CFD simulation. Studies proved that; gas nozzle structure could make significant effects on gas mixture homogeneity. The proper gas nozle structure for target engine was selected. The effects of the
gas nozzle structures on the flow characteristics of the gas and the port are also analyzed. Keywords : natural gas engine; nozzle; structure
引言 o
稀薄燃烧是提高天然气发动机热效率，降低排放的有效途径之一，而混合气的均匀性对天然气发动机组织高效燃烧有重要影响]。一方面，混合气越均勾越利于火焰传播；另一方面，如果混合气不均勾，不仅影响全局爆震趋势，并且会因局部混合不均引起局部爆震。如果燃气进气方式采用进气道混合，由于气道较短，较难实现均勾混合，因此如何提高混合气均勾性的研究尤为重要。合理布置燃气喷嘴及燃气喷嘴的结构优化都有助于实现混合气的均匀分布，本文重点研究燃气喷嘴结构。
本文的研究对象是某大缸径增压天然气发动机。在进气道上布置燃气喷嘴，喷入天然气，实现
多点进气。通过稳态仿真，比较天然气与空气在不同结构燃气喷嘴下游的混合均勾性，从而寻求适合该天然气发动机的燃气喷嘴结构，以实现更均勾的混合，为组织高效稀薄燃烧提供必要条件，从而为满足大缸径天然气发动机高效、低排放的性能要求奠定基础。
燃气喷嘴的布置及结构
燃气喷嘴布置示意如图1所示。参考相近机型，提出了燃气喷嘴的三种结构方案[2.3.4]，如图2 所示。燃气喷嘴与垂直方向的夹角均为22°，设进气道的直径为D，插人气道的深度均为0.5D，喷嘴直径均为0.25D。方案一喷嘴的斜切角为45°，希望利用燃气与空气在垂直方回形成的扰动来加强
收稿日期：2014-10-09
作者简介：杨书弄(1989），女，预士在读，主要研究方向为案油机性能，E-mail：yangshuqiao@esic711.com