预燃室喷孔参数对船用氨/氢射流点火发动机燃烧特性的影响

曾亚杰; 魏胜利; 严书哲; 于志清; 李元辰; 敖成成

西安交通大学学报 ›› 2026, Vol. 60 ›› Issue (6) : 177 -187.

曾亚杰, 魏胜利, 严书哲, 于志清, 李元辰, 敖成成

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摘要

针对主动射流点火系统中预燃室结构参数对射流和燃烧特性的影响规律尚未明晰的问题，构建了耦合RANS RNG湍流模型与氨/氢燃料化学反应动力学机理的船用射流点火发动机数值模型，探究了预燃室喷孔参数对预燃室内混合气发展过程的影响规律，阐明了不同喷孔参数影响下发动机的燃烧特性。研究结果表明：喷孔直径对预燃室混合气质量与射流能量传递效率影响显著，直径过小易因节流效应产生淬熄现象，直径过大会稀释混合气，降低燃烧效率；喷孔个数直接影响着射流火焰的传播与相互作用，过少时火焰传播不充分，过多则导致射流相互干扰、能量衰减和穿透速度下降；喷孔夹角过小或过大均会导致火焰分布不均或传播速度下降；对于本研究中的预燃室结构，选取喷孔直径为3 mm、喷孔个数为8、喷孔夹角为140°的方案时，射流火焰能量最高，主燃室单位曲轴转角下的放热率峰值达22.7 kJ,燃烧效率最高。该研究可为船用发动机预燃室射流点火系统的优化设计提供理论依据及实际参考。