Investigación Numérica sobre las Características de Combustión y Emisión de un Motor Diésel con Inyección de Combustible Flexible
Autores: Mei, Qihao; Naruemon, Intarat; Liu, Long; Wu, Yue; Ma, Xiuzhen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Motores diésel
Regulaciones de emisiones
Estrategia de inyección de combustible
Eficiencia de combustión
Método de simulación numérica
Presión de inyección
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Como la principal planta de energía de ingeniería, los motores diésel son irremplazables en el futuro. Sin embargo, las estrictas regulaciones de emisiones imponen muchos requisitos difíciles para su desarrollo. Recientemente, se ha reconocido que la estrategia de inyección de combustible flexible es una tecnología efectiva para crear una pulverización avanzada y formación de mezcla, mejorando indirectamente la eficiencia de combustión. Sin embargo, los comportamientos detallados de combustión y emisión bajo inyección de combustible flexible aún son desconocidos. Por lo tanto, este documento tiene como objetivo investigar las características de combustión y emisión bajo inyección de combustible flexible y explorar una estrategia de inyección óptima para una combustión de alta eficiencia. Se lleva a cabo un método de simulación numérica acoplando el modelo de simulación de grandes remolinos (LES) y el modelo de combustión SAGE. Luego, se investigan la mezcla de pulverización, la propagación de la llama de combustión y la formación de emisiones bajo varias estrategias de inyección múltiple. Los resultados revelan que una presión de inyección ultralta inicial tiene una influencia significativa en la penetración axial de la pulverización, mientras que el tiempo de permanencia afecta principalmente la expansión radial de la pulverización. Bajo una presión de inyección ultralta inicial, la energía cinética de turbulencia (TKE) se vuelve mayor y los movimientos de vórtice son más fuertes, contribuyendo a una mejor mezcla turbulenta de la pulverización. Mientras tanto, se obtiene una estructura de llama más nítida con un nivel favorable de relación de equivalencia y una distribución de temperatura homogénea. De esta manera, la tasa máxima de liberación de calor (HRR) podría aumentar en un 46.7% con una reducción del 16.7% en la formación de hollín y una reducción del 31.4% en la formación de NO.
Descripción
Como la principal planta de energía de ingeniería, los motores diésel son irremplazables en el futuro. Sin embargo, las estrictas regulaciones de emisiones imponen muchos requisitos difíciles para su desarrollo. Recientemente, se ha reconocido que la estrategia de inyección de combustible flexible es una tecnología efectiva para crear una pulverización avanzada y formación de mezcla, mejorando indirectamente la eficiencia de combustión. Sin embargo, los comportamientos detallados de combustión y emisión bajo inyección de combustible flexible aún son desconocidos. Por lo tanto, este documento tiene como objetivo investigar las características de combustión y emisión bajo inyección de combustible flexible y explorar una estrategia de inyección óptima para una combustión de alta eficiencia. Se lleva a cabo un método de simulación numérica acoplando el modelo de simulación de grandes remolinos (LES) y el modelo de combustión SAGE. Luego, se investigan la mezcla de pulverización, la propagación de la llama de combustión y la formación de emisiones bajo varias estrategias de inyección múltiple. Los resultados revelan que una presión de inyección ultralta inicial tiene una influencia significativa en la penetración axial de la pulverización, mientras que el tiempo de permanencia afecta principalmente la expansión radial de la pulverización. Bajo una presión de inyección ultralta inicial, la energía cinética de turbulencia (TKE) se vuelve mayor y los movimientos de vórtice son más fuertes, contribuyendo a una mejor mezcla turbulenta de la pulverización. Mientras tanto, se obtiene una estructura de llama más nítida con un nivel favorable de relación de equivalencia y una distribución de temperatura homogénea. De esta manera, la tasa máxima de liberación de calor (HRR) podría aumentar en un 46.7% con una reducción del 16.7% en la formación de hollín y una reducción del 31.4% en la formación de NO.