船用中速双燃料发动机燃气模式性能仿真计算开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

二十世纪以来，环境污染和能源危机两大问题一直困扰着人类发展。一方面，由于二十世纪石油的开发和内燃机的广泛使用，大气污染问题日益趋重。另一方面，自1973年以来多次发生石油危机，人类可利用的石油资源日益减少。考虑到环保和节能问题的日益严重，海洋环境保护委员会于2013年5月17日第65次大会上讨论并通过了《防止船舶污染国际公约》 附则vi章程13有关氮氧化物的修订草案，世界各国对减排技术的关注度正在增加。从tieri到tierii标准，氮氧化物排放量仅在17g/kwh的基础上降低了15%～20%，而从tierii到tier iii，却要降低80%之多。标准的起草一方面显示出imo对治理船舶氮氧化物决心，一方面又抛给业界一大难题。

面对更为严格的imotier iii的排放要求，各地已经开始了关于发动机减排的研究。目前的技术基本有选择性催化还原，废气再循环等。但这些方法或多或少的存在不足。而一种新的发动机技术也正在被研发出来，那就是双燃料发动机。双燃料发动机是指在一个工作循环内同时使用两种燃料的发动机。目前普遍采用柴油引燃天然气双燃料方式。柴油引燃双燃料发动机有以下特点：1.保持原柴油机的压缩比，热效率可达到柴油机的水平，2.燃烧速率快，撒热损失少。3.与需要300 bar直接喷射系统相比，10bar的供应系统降低了设备与运营成本4.低压双燃料技术可以减少nox化合物的生成。所以在运输部分，天然气逐渐被视为一个现实的解决方案。它很好的解决了imotier iii中关于氮氧化合物排放要求的问题。lng船就是由天然气提供原动力，从而推动船舶航行。因为天然气的燃烧能减小了nox的排放量，所以全球各地也逐渐将天然气作为燃油的替换燃料，并且已经开始了关于天然气和燃油混合燃烧的技术研究。

本文主要针对船用中速双燃料燃气模式的发动机进行性能参数的仿真计算。与现有的普及的发动机相比，它的主要区别如下：

2. 研究的基本内容与方案

本题拟利用avl-boost软件来对船用中速双燃料发动机燃气模式性能仿真计算，从而得到优化双燃料柴油机的设计参数。本文以acd320型发动机机为研究对象，分析船用中速双燃料发动机的工作原理及特点。采用数值模拟的方法，利用avl-boos软件对双燃料柴油机系统建立模型并进行燃烧性能的仿真研究，研究主要状态参数对整个系统性能的影响，为优化双燃料发动机系统性能提供理论支持。具体操作如下：

1.通过查阅文献，学习船用中速双燃料发动机燃气模式的基本结构及原理，了解该发动机的基本参数以及各参数对双燃料发动机的系统性能的影响（如图为该发动机的重要的结构图）。

2.学习avl-boost软件，用软件搭建双燃料发动机系统的仿真模型，设定初始参数。进行双燃料系统燃烧特性仿真计算，与其它实验数据进行比较，验证模型的精度并进行调整。

3. 研究计划与安排

设计时间:2016年2月22日至2016年6月5日共15周

1.第1~3周:完成外文翻译，阅读文献。

2.第4周:完成开题报告，进行方案论证。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 彭雪竹.国内外双燃料发动机发展状况分析[j].船舶物资与市场,2012,(3):16-21.

[2] 陈力,陈劭.基于avl boost的发动机性能检测与仿真研究[j].内燃机,2013,(1):34-36,40.doi:10.3969/j.issn.1000-6494.2013.01.010.

[3] 石恒.天然气/柴油双燃料发动机研发现状及发展[j].科技风,2013,(21):260-260.doi:10.3969/j.issn.1671-7341.2013.21.229.