数值模拟：天然气掺氢+废气再循环发动机燃烧特性及NO减排研究

本文主要探讨了天然气掺氢发动机在配合废气再循环技术下的燃烧过程，通过AVL-FIRE软件进行了数值模拟研究。研究的核心关注点在于不同掺氢比例（20%），以及当量比（0.9至1.4）和废气再循环率（0%至25%）对发动机性能的影响。具体来说，作者模拟了缸内压力、温度和氮氧化物（NOx）随曲轴转角的变化规律，并分析了这些参数在三维空间中的分布情况。 缸内压力的计算结果与实际测量值高度一致，这验证了数值模拟方法在分析天然气掺氢发动机燃烧过程的有效性。研究发现，当使用废气再循环（EGR）技术时，缸内的温度、压力和放热量显著下降，同时NOx的质量分数也随之降低，排放的NOx排放时间线被推迟。然而，当废气再循环率超过15%时，NOx质量分数的降低趋势变得不那么明显，表明EGR对于进一步降低NOx的效果可能会减弱。 废气再循环被认为是减少NOx排放的直接和有效手段，尤其是在过量空气系数为1.1的条件下，NOx生成量达到峰值。此外，稀薄燃烧也被认为是天然气掺氢发动机实现低NOx排放的关键策略之一，它有助于减少燃烧过程中的氧化氮生成。 这篇文章深入研究了天然气掺氢发动机如何通过废气再循环技术优化燃烧过程，以达到节能减排的目标。这对于理解和优化此类发动机的设计、优化燃烧条件和提高环保性能具有重要的理论价值和实践指导意义。