【作者】

刘新垒; 唐青龙; Hong G. Im

【单位】

阿卜杜拉国王科技大学; 天津大学; King Abdullah University of Science and Technology

【摘要】

本文围绕预燃室辅助点燃和双燃料压燃两种氨燃料发动机燃烧模式开展了深入的仿真对比研究。为了在三维燃烧模拟中精确地描述氨-柴油和氨-氢气的燃烧过程，作者基于解耦法提出了一个包含有74个组分和490个反应的氨-正庚烷简化动力学机理，并结合文献中的基础燃烧数据对该机理进行了广泛验证。为促进氨-空气混合气的燃烧，在预燃室辅助点燃模式中，微量的氢气作为辅助燃料被喷入预燃室以促进高速射流火焰的产生；在氨-柴油双燃料压燃模式中，较高能量比的柴油以缸内直喷的方式被用来引燃氨-空气的预混合气。仿真结果表明，稍窄喉径的预燃室能够产生最高的指示热效率。尽管提高氢气能量比进一步有效地促进射流火焰的生成并使主燃烧相位提前，但其后期在压缩区燃烧速度的降低造成了较高的排气和燃烧损失。此外，采用平顶燃烧室导致了较短的射流火焰贯穿距和较早的火焰撞壁，因而其燃烧持续期较长而热效率最低。另一方面，氨-柴油双燃料压燃模式也表现出了实现高热效率的潜力。通过优化柴油直喷时刻、喷雾包角、喷射压力和涡流比，燃烧效率和热效率得到了显著的提升。然而，由于双燃料模式必须采用较高的柴油替代比来降低燃烧损失并提高燃油经济性，因而其二氧化碳排放始终高于氨-氢预燃室辅助点燃模式。

【关键词】

预燃室;氨;射流火焰;发动机燃烧;双燃料

【论文集名称】

燃烧节能净化分会（第一分会场）

【会议名称】

2023 内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会

【会议时间】

2023-8-3至2023-8-6

【会议地点】

哈尔滨

【下载次数】

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