高涡流比对低速双燃料船舶发动机天然气/空气混合及燃烧性能的影响

作     者：李大保 刘世海 刘龙 LI Dabao;LIU Shihai;LIU Long

作者机构：中船动力(集团)有限公司上海201208 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001 

出 版 物：《内燃机工程》 (Chinese Internal Combustion Engine Engineering)

年 卷 期：2024年第45卷第3期

页      面：30-38,49页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划课题项目(2022YFB3504104)。 

主　　题：大缸径船舶发动机 双燃料 涡流比 天然气/空气混合 压力振荡 

摘      要：以X92DF超大缸径低速二冲程双燃料船用发动机为研究对象,基于三维数值计算分析了天然气和空气混合过程及燃烧特性,并研究了扫气和燃烧过程中缸内涡流强度对混合质量和火焰传播的影响。结果表明:由于上止点前缸内天然气和空气的混合气浓度分布不均,造成局部高浓度区域出现燃烧异常现象,导致缸内压力振荡幅度增大。通过分析不同涡流强度对缸内天然气/空气的混合质量的影响可以得出,随着扫气过程中涡流强度的增大,上止点前缸内天然气高浓度区域面积明显减小,表明天然气和空气的混合质量得到明显提高。同时,随着缸内涡流比的增加,加快了预燃室射流火焰在主燃烧室内的传播速度和缸内天然气的燃烧速度。进一步研究得出缸内混合质量的提高可以有效地避免局部异常燃烧现象和降低压力振荡。最后,提出一种改善缸内混合质量和减小压力振荡的策略,为液态天然气在船机上的普及提供了一定了理论基础。