预燃室式天然气掺氢发动机燃烧及排放模拟

摘要

为探索掺氢对预燃室式大功率中速天然气发动机燃烧和排放的影响,采用计算流体动力学耦合化学动力学方法,在一台6ACD320型天然气发动机上,对氢气体积分数为0～ 30％的天然气-氢气混合燃料的燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:在天然气中掺氢促使缸内产生了更多的0、OH等活性自由基,从而加速了缸内火焰传播,发动机的指示燃气消耗率下降、指示热效率提高,CO、THC和非甲烷碳氢化合物(NHMC)排放下降,NO,排放上升.对于预燃室式发动机,掺氢增加缸内火焰传播速率的效应主要体现在燃烧过程的后半段,而前半段燃烧过程中,预燃室射流对缸内混合气的湍流激扰效应对缸内湍流燃烧速率起着主导性的作用.综合比较,采用10％的掺氢比对发动机性能和排放较为有利.