气体机缸内燃烧过程计算软件开发及应用.pdf

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1、第33卷第5期2016年10月内燃机与动力装置I．c．E＆PowerplaTltV01．33No．50ct．2016【模拟计算】气体机缸内燃烧过程计算软件开发及应用苏展望，吴佳龙(胜利油田胜利动力机械集团有限公司，山东东营257032)摘要：气体机缸内数值模拟计算是研究、分析、预测和提高气体机性能的一种有效计算方法，本文以12V190天然气发动机(缸外预混)为研究对象，以气体机缸内工作过程的物理模型为基础，用微分方程对发动机压缩一燃烧一膨胀的三个工作过程进行零维模型数学描述，并以VB语言编制计算程序，用

2、计算机数值求解这些微分方程，以求得缸外预混天然气发动机缸内压力、温度、容积随曲轴转角的变化规律。经12V190天然气发动机试验测试，模拟计算数值与实测数值基本吻合，这表明利用该模拟计算程序可以预测出特定参数下发动机缸内压力、温度随曲轴变化的值，并可通过该软件研究结构参数(压缩比、配气定时等)对缸内压力、温度的影响，并寻求最佳的结构参数值。关键词：气体机；缸内燃烧；数值模拟计算；零维模型；燃气发动机中图分类号：TK433文献标志码：A文章编号：1673—6397(2016)05—0049—05DeVelo

3、pmentandAppU住tionoftheCalclllationSof腑areforCyUnde卜inComb吣ti蚰ofaG嬲Engi玳SUzhan—wang，WUJia-10ng(ShendiOilFieldShendiPowerMachineryGroupCo．，Ltd．，Dong)ring257032，China)Abstract：TheNumericalsimulationisanef【．ectiVewaytostudy，analyze，predictandimprovetllegasen

4、ginepeIfbmance．Thisp印eronthe12Vnaturalgasen舀ne(Mixtureprernixesoutsidecylinders)didamamematicaLldescriptiononasingle—zonemodeltot}lreeen百neworkingprocessesofcompression—combustion—expansionbyusingdifkrentialequationsandobtainsthemlethatthepressure，tempem

5、tureandV01umeincylindersvarywiththecrankshaftanglebyusingVBprogram．Theexperimentaltestsont}le12V190naturalgasen百neshowsthatsimulatedvalueagrees诵tllthemeasuredValues，indicatingtllatthesimulatedprogrammaypredicttllevaLluesofpressureandtem·peratureinen百necy

6、lindellschan西ngwithmecrankshaftandes．Withthesofhare，tllee由fectofstmcturalp舢eters(e．g．compressionratio，ValVetiming)a他studied，obtainingtheoptimalstnlcturalparameters．KeyWoHls：GasEn舀ne；In—cylinderCombustion；NumericalSimulation；single—zoneModel；GasEngine引言目前

7、，以天然气、煤矿瓦斯、沼气、秸秆气、焦炉煤气、兰炭气、氢气等可燃气体为燃料的气体机作为动力和发电设备得到了积极地发展和应用，气体机的研发和产品性能升级也越来越受到设计者和研究者的关注。气体机缸内工作过程的数值模拟计算是发动机开发设计以及性能预测方面的重要的计算之一。特别是对于上述可燃气体因气体种类、产地、生产工艺流程的不同存在较大的差异，因此，对于开发某种气体发动机所进行的缸内工作过程的数值模拟作者简介：苏展望(1979一)，男，陕西乾县人，本科，高级工程师，主要从事气体机、柴油机的研究与设计开发工作。

8、收稿日期：2016—08—30内燃机与动力装置2016年10月计算是设计和性能预测的基础计算，发动机缸内工作循环是一个复杂的物理化学变化的过程，通过模拟计算，应能够真实的反映一个工作循环内缸内气体的压力、温度、放热、传热变化的过程。本文是以12V190缸外预混天然气发动机为例，以内燃机缸内工作过程的基本微分方程为理论基础，对缸外预混天然气发动机压缩一燃烧一膨胀的三个工作过程进行零维模型数学描述，运用VB语言编制计算程序，模拟计算12V190