基于AVL-FIRE的氢发动机燃烧过程分析.pdf

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1、机械设计与制造第4期90MachineryDesign&Manufacture2013年4月基于AVL—FIRE的氢发动机燃烧过程分析杨光，杨振中(华北水利水电学院机械学院，河南郑州450011)摘要：以嘉陵JH600小型汽油发动机为研究对象，在其基本结构的基础上通过在进气道处加装喷氢阀，搭建供氢系统等一系列装置，将其改装成燃氢发动机。运用三维制图软件SolidWorks建立了发动机主要部位的三维几何模型，然后在不同的初始温度、初始压力以及当量比条件下利用三维流体力学软件AVL—FIRE对氢发动机的压缩燃烧过程进行了CFD模拟计算。通过计算得出了氢发动机在不同条件下压缩和燃烧过程中的温度、

2、压力的变化趋势，进一步分析了不同初始温度、初始压力以及当量比对氢发动机燃烧过程的影响，为解决氢发动机在实际运行过程中的异常燃烧问题提供了理论依据。关键词：氢发动机；AVL—FIRE；燃烧分析；异常燃烧中图分类号：TH16；TK46+3文献标识码：A文章编号：lOOt一3997(2013)04—0090—04AnalysisoftheHydrogenEngine’SCombustionProcessBasedontheAVL-FIREYANGGuang，YANGZhen—zhong(MechanicalCollege，NoAhChinaUniversityofWaterResourcesan

3、dElectricPower，He’nanZhengzhou450011，China)Abstract：TheJIALINGJH600smallgasolineengineWasusedastheobjectofresearch．Onthefound~ionofitsbasicstructure，thegasolineengineWaschangedtoahydrogenenginethroughbuildinghydrogensupplysystem，installingsprayhydrogenvalveintheintakeportandotherseriesofdevices．Th

4、ethree-dimensionalgeometrymodelofhydrogenengineWasbuiltbySolidWorks．Thenthe3DfluidmechanicssoftwarewasusedwhichWascalledAVL-FIREtosimulatethehydrogenenginecompressionandburningprocessattheconditionofdifferentinitialintaketemperature，differentinitialpressureanddifferentequivalenceratio．Afterthat疣ec

5、hangetendencyoftemperatureandpressureWasshowedduringthecompressionandburningprocessatdifferentconditions．ThisfurtheranalyzedtheinfluencetothehydrogenengineburningprocesswhichWasmadebydifferentinitialintaketemperature，differentinitialpressureanddifferentequivalenceratio．Theresearchprovidesthetheore

6、ticalbasisforsolvingthehydrogenengineabnormalcombustionwhenitisinthepracticalworkingprocess．KeyWords：HydrogenEngine；AVL-FIRE；CombustionAnalysis；AbnormalCombustion1引言象。这些都是阻碍氢发动机进一步发展的重要问题。利用AVL—FIRE软件对氢发动机在不同初始温度、初始压力以及当量比条随着汽车保有量的不断提高，石油资源短缺和环境污染愈件下的压缩和燃烧过程进行CFD模拟计算，分析了它们对氢发来愈严重，寻求一种新的可替代清洁燃料迫在眉睫

7、【1l。而在众多的动机燃烧过程的影响，为解决氢发动机在实际运行过程中的异常可替代燃料中，氢能源的优点十分突出：例如其具有清洁性，燃烧燃烧问题提供了理论依据。产物为水；单位质量的能量密度比传统石油燃料要高很多；氢气的制造来源广泛，具有永久再生}生等。这些优点使得国内外众多2瞬态过程模拟科学家们认为在不久的将来氢能源替代传统的石油燃料将成为2．1JH600发动机基本参数及其动网格划分必然的趋势r2-31。除此之外，使用氢能源