进气道加湿对船用柴油机性能影响仿真优化

摘要

本文基于TBD234V6型增压中冷柴油机,采用AVL-fire软件对柴油机额定工况下不同进气道加湿水油比进行三维数值模拟研究,对比分析该技术对柴油机缸内爆压、缸内温度、缸内温度场、燃烧放热率、NO_(X)浓度、Soot浓度及NO_(X)和Soot浓度场的影响,并通过灰色决策理论结合主客观赋权法确定最优水油比。结果表明:随着水油比的增加,相比于原型机,其爆压先升高后降低,水油比0.5时出现拐点,爆压上升幅度最大,约4.19%。且缸内温度降低,放热率峰值升高且出现时刻逐渐后移,燃油消耗率呈先下降后上升的趋势,NO_(X)排放量降低明显,Soot排放量呈先降低后升高的趋势。通过计算确定1.5为最优水油比,此时,爆压下降约1.01%,燃油消耗率下降2.35%,NO_(X)排放降低83.69%,Soot排放上升9.42%。研究结果可为船用柴油机掺水燃烧提供一定指导依据。