Model of the combustion process in the marine 4-stroke diesel engine
Model procesu spalania w 4-suwowym silniku okrętowym

Jerzy Kowalski
2015 Mechanik  
MODEL PROCESU SPALANIA W 4-SUWOWYM SILNIKU OKRĘTOWYM STRESZCZENIE W pracy przedstawiono model procesu spalania w 4-suwowym silniku okrętowym o zapłonie samoczynnym dla wyznaczenia zawartości tlenków azotu (NOx) w gazach wylotowych. Prezentowany model jest iteracyjnym modelem 3-wymiarowym, zbudowanym na ruchomej, przestrzennej siatce przestrzeni cylindrowej. Model obejmuje matematyczny opis wtrysku, rozpylania, parowania i zapłonu paliwa oraz rozprzestrzeniania się płomienia w przestrzeni
more » ... przestrzeni cylindrowej. W celu wyznaczenia udziałów NOx dokonano również opisu wymiany ciepła z elementami konstrukcyjnymi cylindra. Dane wejściowe oraz warunki brzegowe modelu pochodzą z bezpośrednich pomiarów. Model został pozytywnie walidowany na podstawie charakterystyk ciśnienia spalania oraz udziałów NOx i tlenu w gazach wylotowych dla całego rozpatrywanego zakresu obciążeń silnika. Słowa kluczowe: silnik okrętowy, silnik o zapłonie samoczynnym, CFD, udział NOx, spalanie MODEL OF THE COMBUSTION PROCESS IN THE MARINE 4-STROKE DIESEL ENGINE SUMMARY Manuscript presents a model of the combustion process in marine four-stroke diesel engine to determine the nitric oxides fraction (NOx) in the exhaust gas. This is iterative, 3-dimensional model, built on geometric mesh of the engine cylinder chamber. The model includes mathematical description of fuel injection, spray, evaporation and auto ignition and flame propagation in the cylinder. In order to determine the NOx fraction, the heat exchange phenomena description between structural elements of the cylinder has been done. The input data and boundary conditions are collected from the direct measurements. The model has been successfully validated based on the characteristics of the in-cylinder combustion pressure and NOx and oxygen fractions in the exhaust gas for all considered loads of the engine.
doi:10.17814/mechanik.2015.10.508 fatcat:csz22xtfvnd3lgblmlj5gwtjm4