Сборник тезисов докладов

Водород. Технологии. Будущее 

23–24 декабря 2020 г.  

 

 

24 

 

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ВОДОРОДНОГО РОТОРНО-ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ  

ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ТРАНСПОРТНОМ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ СЕКТОРЕ 

С.Д. Замбалов 

Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук, 

Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/4, 634055 

E-mail: zambalovsd@gmail.com 

В Отделе структурной макрокинетики ТНЦ СО РАН были проведены теоретические исследования 

по  использованию  водорода  в  качестве  основного  топлива  для  роторно-поршневого  двигателя  (РПД). 

Использование  водорода  в  РПД  привлекательно  по  нескольким  причинам.  Широкий  диапазон 

воспламеняемости водорода позволяет проводить сжигание бедных смесей [1]. Кроме того, за счет высокой 

скорости  горения  проблема  с  горением  в  узкой  вытянутой  камере  сгорания  может  быть  решена.  Было 

проведено  численное  моделирование  рабочего  процесса  водородного  РПД  с  использованием  различных 

технологий  впрыска  топлива  и  поджига  смеси.  Была  рассмотрена  задача  лазерного  зажигания  топливно-

воздушной смеси [2]. Было установлено, что лазерная система поджига обладает минимальной задержкой и 

высокой степенью зажигания в широком диапазоне изменения состава топливной смеси. Была рассмотрена 

технология использования многократного впрыска водорода в камеру сгорания РПД [3]. Были рассмотрены 

три случая: однократный впрыск, впрыск с двумя и тремя импульсами (case A,B и C соответственно). Был 

предложен альтернативный метод количественной оценки параметров процесса горения (Рис. 1а). Вместо 

объемного  осреднения  по  камере  сгорания  было  предложена  оценка  параметров  по  специальной 

поверхности  (probe  surface),  отстоящей  от  фронта  пламени  на  расстояние  s.  Величина  s  рассчитана  из 

толщины нагреваемой зоны в водородном пламени [4]. 

 

 

Рис. 1. Визуализация метода оценки параметров распространения пламени (а) и зависимость 

коэффициента избытка топлива от угла наклона коленчатого вала (б, в)  

На  рис.  1б,  в  представлена  зависимость  коэффициента  избытка  пламени  от  угла  поворота 

коленчатого вала для различных случаев впрыска топлива. Было установлено, что многократная система 

впрыска приводит к формированию регионов с различной концентрацией водорода, различной скоростью 

распространения  пламени.  При  этом  область,  при  которой  происходит  значительный  рост  выбросов 

оксидов азота, остается достаточно узкой. 

 

жүктеу/скачать 6,55 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: