燃燒室部件傳熱時(shí)空非均勻性對內(nèi)燃機(jī)工作過程影響的研究.pdf

1、大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文燃燒室部件傳熱時(shí)空非均勻性對內(nèi)燃機(jī)工作過程影響的研究姓名：呂繼組申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：工程熱物理指導(dǎo)教師：白敏麗20081201燃燒室部件傳熱時(shí)空非均勻性對內(nèi)燃機(jī)1：作過程影響的研究于試驗(yàn)值；使用DTRM方法對缸內(nèi)輻射進(jìn)行計(jì)算時(shí)，邊界單元體壁面特征射線假定數(shù)目超過16以后，邊界單元體壁面特征射線數(shù)量的變化對模擬計(jì)算影響極小，可以忽略；燃燒室部件壁面輻射率的變化主要影響壁面輻射熱流密度和排放物的生成；輻射換熱占柴

2、油機(jī)缸內(nèi)總傳熱量的30％左右，而活塞傳熱量占整體熱損失的60％左右。進(jìn)一步利用已經(jīng)建立的多維數(shù)學(xué)模型，探討噴霧提前角對缸內(nèi)工作過程和傳熱的影響并進(jìn)行校驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同噴霧提前角狀態(tài)下缸內(nèi)壓力的預(yù)測曲線與試驗(yàn)曲線吻合較好，進(jìn)一步說明整個(gè)缸內(nèi)工作過程的多維瞬態(tài)數(shù)值模擬中各種數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性和整體模擬計(jì)算的真實(shí)性；噴霧提前角的加大會造成缸內(nèi)最高壓力、最高溫度的提高，進(jìn)而使缸內(nèi)壁面換熱量增加，從而影響到缸內(nèi)的燃燒和排放，使NO。的生成量增加，S

3、oot的生成量降低。4在缸內(nèi)工作過程多維瞬態(tài)數(shù)值模擬計(jì)算校驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用分區(qū)求解、邊界耦合法建立了缸內(nèi)工作過程與燃燒室部件的三維耦合計(jì)算模型，從而實(shí)現(xiàn)了缸內(nèi)工作過程與燃燒室部件的耦合三維全仿真模擬計(jì)算，以此考察燃燒室部件傳熱空間非均勻性對缸內(nèi)傳熱、流動、噴霧、燃燒和排放的影響，結(jié)果表明燃燒室部件壁面溫度的空間非均勻分布對傳熱的影響主要是在壓縮過程和膨脹過程后期，由此可推斷在進(jìn)氣過程和排氣過程中燃燒室部件表面溫度分布的非均勻性對傳熱會有較

4、為明顯的影響；燃燒室部件壁面溫度的空間非均勻分布對缸內(nèi)氣體流動幾乎沒有任何影響，缸內(nèi)流動主要取決于燃燒室部件結(jié)構(gòu)、進(jìn)氣系統(tǒng)部件結(jié)構(gòu)以及噴油嘴結(jié)構(gòu)、噴孔位置和噴射強(qiáng)度等；燃油的霧化效果的計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，噴霧初期和中期燃燒室部件壁面溫度的空間非均勻分布對燃油的霧化有一定影響，主要影響燃燒室底部空間和壁面附近區(qū)域，在噴霧后期，此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度主要取決于燃油的燃燒，壁面換熱的影響本身就極小，因此壁面溫度分布的空間非均勻性對霧化的影響也極小，但輻射

5、傳熱對燃油霧化效果會產(chǎn)生顯著影響，換熱量的增加使整體霧化效果下降；噴霧過程燃燒室部件傳熱空間非均勻性對燃燒產(chǎn)物C02的生成會產(chǎn)生一定影響，而燃燒過程后期這種影響逐漸減弱，其對中間產(chǎn)物CO的生成的影響則相反，另外，輻射換熱對整個(gè)燃燒過程起到至關(guān)重要的決定性作用：燃燒室部件傳熱空間非均勻性影響最明顯的是NO。的生成，對流換熱的空間非均勻性主要影響燃燒室壁面附件區(qū)域內(nèi)NOx的生成，輻射換熱的空間非均勻性主要影響整個(gè)燃燒室空間內(nèi)部NO。的生成，