某天然气发动机的文丘里管混合器结构参数设计
( 合 肥 工业 大学 机 械 与汽 车工程 学 院 , 安徽 合 肥 2 3 0 0 0 9 ) )
摘要: 本 文分 别建 立 了天 然 气发 动机 所 需燃 气 、 空 气流 量 的数 学模 型 , 以及 文 丘 里 管混合 器结构 参数 的数 学模 型 。在 Ma t l a b/S i m u l i n k仿 真 平 台上 进 行 了建模 和仿 真 , 获 得 了设 计 工 况下 文丘里 管混合 器 的结构参 数 , 并在发 动机 运行 范 围 内满足 过 量 空 气 系数 稳 定 在 1 . 7左 右
的设计要 求。 .
关键 词 : 天 然气发 动机 ; 文丘 里管混 合 器 ; 仿 真模型 ; 过 量空 气 系数 中图分 类号 : T K 4 3 3 . 4 文献标 志码 : A 文章编 号 : 1 6 7 3—6 3 9 7 ( 2 0 1 3 ) 0 5— 0 0 1 3— 0 5
第
0 第 期 2 01 3 1 0 年 月
内燃机与动力装置 I 内燃机与动力装置 . C . E&P & o w e r p l a n t
V01 . 3 0 No . 5 0c t . 201 3
【 设计 开发 】
某 天 然气 发 动机 的文丘 里 管 混合 器 结构 参 数设 计
e r a t i n g .
Ke y Wo r d s: Na t u r a l Ga s En g i n e;Ve n t u r i Mi x e r ;S i mul a t i o n Mo de l ,Ex c e s s Ai r Co e ic f i e n t
用 。天然气 供给方 式是 开发 天然气 发动 机 的关 键技 术 。它 在很 大程度 上影 响发 动机 的动力 性 、 经 济性 、 安 全可 靠性 以及排 放指标 。 。混 合器 形 成 的混合 气 过浓 , 则 经济性 较 低 , 空 气 容积 效 率 损 失加 大 , 输 出功 率 降低 。混 合 气过 稀 , , 有 必 要 对 燃 气 发 动 机 的混合 器进 行研究 分析 , 得 到较 为可靠 的设计 方法 。 本 文提 出了一 种基 于 Ma t l a b/S i m u l i n k仿 真 平
Ab s t r a c t : Th i s p a pe r e s t a b l i s h e d t h e ma t h e ma t i c a l mo d e l c o n s i d e ing r g a s lo f w a n d a i r lo f w r e — q ui r e d b y a n a t u r a l g a s e n g i n e a n d t h e mo d e l o f t h e s t r u c t u r a l p a r a me t e r s o f a v e n t ur i mi x e r .Th e s t r u c t u r a l pa r a me t e r s o f t h e mi x e r u n d e r d e s i g n c o n di t i o n s we r e o b t a i ne d a c c o r d i n g t o t h e mo d e l i n g a n d s i mu l a t i o n o n t h e Ma t l a b /S i mu l i n k.Th e s i mu l a t i o n r e s u l t s h o ws t h a t t he e s t a b l i s h e d mi x e r mo d — e l i n g me e t s t h e d e s i g n r e q ui r e me n t s t h a t t h e e x c e s s a i r c o e ic f i e n t i s a r o u n d 1 . 7 a s t h e e n g i n e i s o p -
S t r uc t u r e Pa r a me t e r De s i g n o f Ve nt u r i Mi x e r f o r Na t ur a l Ga s Eng i n e
Z H U X i a o —x u a n , WA N G H u a , Z U O C h e n g — j i ( S c h o o l o f Me c h a n i c a l a n d A u t o m o t i v e E n g i n e e r i n g , H e f e i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , H e f e i 2 3 0 0 0 9 , C h i n a )
引 言
近年来 , 天然 气 发 动机 得 到 了广 泛 的发 展 和应
量和燃 气 流量 ; 然后 根 据 所需 空气 流 量 和燃 气 流 量 求 出混 合 器 四 个 主 要 结 构 参 数 ; 整 个 设 计 过 程 在 S i m u l i n k平 台 的仿 真模 型上 实 现 。通过 本 文 编制 的
天然气CNG汽车常见故障浅析
天然气CNG汽车常见故障浅析目前,我国使用的CNG汽车都是由汽油车改装的,保留了汽油车的供油系统,增加了一套CNG燃料储备、供给和控制的燃气装置,将只用汽油为燃料的汽车改装成既能用汽油又能用CNG的双燃料汽车。
虽然不同车型的CNG燃气装置型式各异,但结构原理一样。
燃气装置中的供气系统是CNG汽车的核心。
供气系统由减压阀、动力阀和混合器等组成,减压阀是关键部件,其性能的好坏直接影响CNG汽车的性能,也是造成CNG汽车许多故障的直接根源。
目前国内常用的有组合式负压排气减压阀和分体式正压排气减压阀两种,两者的组成结构基本相同,就整个系统而言,主要区别在于混合器,前者使用文丘里管式混合器,后者使用比例调节式混合器。
CNG汽车在我国推广应用时间不长,驾驶人员对其结构和性能缺乏系统认识,判断和处理故障的经验不足,故障判断不准确。
这样,驾驶人员误认为CNG汽车故障多,处理故障较麻烦,影响了CNG汽车的推广使用。
笔者针对故障率较高的供气系统,从结构原理与安装调试等方面,对采用组合式负压排气减压阀的CNG汽车常见故障作了一定分析。
一、供气系统的结构及安装图1组合式负压排气减压阀结构原理1—加热水道;2—三级调节阀;3—怠速电磁阀;4—二级减压阀;5—一级减压阀;6—高压电磁减压阀;7—天然气滤清器第一级、第二级减压阀均为常开杠杆膜片式结构,第三级减压阀为常闭真空膜片式结构。
设置在第一级减压阀之前的高压电磁减压阀控制天然气流量。
由于一级减压阀的减压比高达50∶1,最大流量可达40m3/h,气体膨胀吸热严重,阀体及管线、阀门、接头大量结霜或结冰,甚至出现管路冰堵。
因此,在阀体上设置了一个利用发动机循环水热量的管路加热器,以延长使用寿命,确保减压阀的正常工作。
减压阀的安装位置应选择在化油器附近振动较小的部位。
天然气燃烧的质量空燃比为16.7[1],汽油燃烧的质量空燃比为14.9[2],两者共用同一进气通道和燃烧系统时,因空燃比不同其燃烧所需的空气量也不同,而空气通道的截面积却不变,这样只有改变天然气通道截面积,才能调节混合器中燃气与空气的比例。
文丘里气体混合器制造工艺
文丘里气体混合器制造工艺
文丘里气体混合器(Venturi Gas Mixer)是一种常用于混合气体的设备,主要用于将两种或多种不同气体按一定比例混合。
以下是文丘里气体混合器的制造工艺:
1.设计和构造:首先,根据需要混合的气体种类、流量和所
需混合比例等要求,设计文丘里气体混合器的结构和尺寸。
通常,文丘里气体混合器由进气管道、收敛段、喉管和扩
张段组成。
2.材料选择:选择合适的材料用于制造文丘里气体混合器,
通常选择耐腐蚀、耐高温和机械强度好的材料,如不锈钢、塑料或陶瓷等。
3.制造成型:根据设计要求和材料选择,采用相应的制造工
艺来制造文丘里气体混合器。
常见的制造方法包括锻造、
铸造、焊接、钻孔和加工。
4.精细加工:对文丘里气体混合器进行修整和加工,以确保
其内部表面的光滑度和几何形状的精确度,以提高混合效
果和减少压力损失。
5.安装和测试:安装文丘里气体混合器,并进行性能测试。
测试包括检查气体分布的均匀性、混合比例的精确度和压
力损失等。
值得注意的是,文丘里气体混合器的制造工艺可能会因具体应用和要求的不同而有所变化。
这些步骤仅为一般性描述,实际
制造工艺仍需根据具体情况进行调整和优化。
因此,在实际制造过程中,需要根据设计和技术要求进行合理的工艺选择和制造流程控制。
文丘里混合器的基本原理(PPT课件)
基本结构原理
三氯化铁溶液
加入压缩空气 后的盐水 喷嘴
吸入室
5
放映结束 感谢各位的批评指导!谢 谢!让我们共Fra bibliotek进步5
文丘里混合器的基本原理
编制单位:化工厂氯碱二车间 编报日期:2016年4月
车间使用文丘里混合器的实物照片
原理介绍
本车间使用的文丘里混合器,又称为喷射式混合器,是一种本身没有 运动部件的简单装置,它是由喷嘴、吸入室、扩压管三部分组成。
在本车间工艺流程中的作用是使加入压缩空气后的盐水与0.9%三氯化 铁溶液高效混合。
从加压容器罐中出来的具有一定压力(0.25-0.3MPa)的溶解了空气 的粗盐水通过喷嘴高速喷出,使压力能转化速度能(粗盐水第一次泄压产 生大量气泡),在喷嘴出口区域形成真空,从而将三氯化铁溶液吸引出来, 二股介质在扩压管内进行混合及能量交换,并使速度能还原成压力能,最 后以高于大气压力而排出。粗盐水在文丘里混合器内与助沉剂三氯化铁溶 液进行初步混合,并与三氯化铁溶液一起切向进入预处理器的凝聚反应室, 完全泄压后进行高效混合。
文丘里管、文丘里喷嘴流量计的参数化设计
Set acadDoc=acadApp.ActiveDocumen
End sub
这样在Visual Basic6.0工程中就可调用ConncctToAcad过程来实现VB6.0和AutoCAD2006的连接。
6.0程序中的一个图形窗口,对其进行打开、绘图、编辑、打印、关闭等操作。本课题采用Visual Basic6.0结合AutoCAD2006进行参数化设计。
6.5.1VisuaI Basi06.0连接AutoCAD2006
启动VisualBasic6.0,创建一个标准应用程序,然后选择“工程”一“引用”菜单项,系统会弹出如图6.2所示对话框选中“AutoCAD2006Type Library”选项,单击“确定”完成对象类型库的引用【451。
图6.13文丘里喷嘴CAD结构图
Fig.6.13Venturi nozzle constructional drawing in CAD
图6.1rat drawing ofVenturi nozzle
东北大学硕士学位论文第6章系统关键性技术及应用
考虑已知条件。为了验证计算出的各值是否符合要求,在“验算流量”中点击塑堡墨l,系统可以根据求出的各值验算流量,如果计算出的流量相对“已知条件”中的流量偏差在±O.2%之间,就视为符合设计要求。否则系统会提示验算失败,需要重新考虑各已知参数和采取的节流件形式。
可在该界面选择需要的数据,然后单击“确定”返回图6.3所示界面,选择的材料
东北大学硕士学位论文第6章系统关键性技术及应用
名称和若膨胀系数会自动填写到相应的位置。点击“管道粗糙度”后面的—J,系统会弹出粗糙度的选择界面,如图6.5所示。
CNG故障原因及判断
目前,CNG汽车在一些气源充足的地区逐渐推广开来,当天然气系统出现故障和异常时,应及时处理和排除。
本章对CNG汽车常见故障判断与排除作一分析。
一、故障原因及判断1. 起动困难CNG汽车分别以汽油和天然气作燃料丁作时,起动性能有所不同,原因足:(1)天然气燃点比汽油高,其燃点为650℃;(2)天然气的火焰传播速度较汽油慢,燃烧时;间长。
所以要求起动机工作正常,点火线圈输出电压不低于18kv,点火时间正时,混合气混合比适宜。
常见故障见下表:2. 动力性能差CNG汽车以天然气作燃料比使用汽油作燃料的动力性有所下降,这是由天然气燃料本身特性决定的,其功率下降5%-10%左右。
本文所指动力性能差是指CNC 汽车以天然气作燃料时的动力输出低于发动机正常工作的动力输出值。
3. 经济性下降4. 贮气瓶天然气烧不完5. 压力显示不正常6. 汽油电磁阀工作不正常7. 运行中突发故障二、燃料控制系统常规检查步骤1.燃料转换开关控制气路检查框图:小结本文主要是针对CNG汽车驾驶员、修理调试人员以及CNG汽车工程技术人员,使其能够完全掌握CNG汽车常见故障原因及排除方法,以便更好地使用和推广CNG 汽车技术,也为以后发展CNG汽车技术提供一点实际经验。
产品技术特点介绍CNG汽车采用定型汽车改装,在保留原车供油系统的情况下,增加一套车用天然气装置。
改装部分由以下四个系统组成。
1、天然气储气系统:主要由充气截止阀、天然气储气瓶、高压管线、高压接头等组成。
2、天然气供气系统:主要由减压调节器、天然气低压管线、功率阀、混合器等组成。
3、燃料转换系统:主要由燃料转换开关、汽油电磁阀、点火时间自动提前器(选装件)、电喷车电脑主板等组成。
4、气量显示系统:主要由高压表、压力传感器、气量显示器等组成。
CNG汽车以天然气作燃料时,储气瓶中的CNG经高压管线进入减压调节器,经减压调节器减压后,通过混合器与空气混合后进入气缸燃烧,压缩天然气由额定进气压力20MP a 减为负压,其真空度为49~69Kp a 。
基于分段线性化算法的文丘里混合器控制系统设计
基于分段线性化算法的文丘里混合器控制系统设计沼气发电机组配套使用文丘里混合器,用户对沼气发电机组性能及自动化控制程度提出要求,设计了基于分段线性化算法的文丘里混合器控制系统。
本文主要介绍了该自动化控制系统的硬件设计、分段线性化控制方法和验证试验研究。
试验结果表明:基于分段线性化算法的控制系统满足沼气发电机组文丘里混合器的使用要求,燃气发电机组功率响应迅速,且控制系统构造不繁琐,能够很好的提高沼气发电机组的效率和性能。
标签:沼气;分段线性化算法;文丘里;混合器;控制系统引言随着政策环境的日益完善以及能源价格的市场化改革,我国沼气分布式能源市场迎来重要机遇。
与此同时,用户对燃气发电机组的自动化要求越来越高,沼气发电机组性能及自动化控制程度已直接影响到产品的市场竞争力。
对于配套文丘里混合器的预混燃气发电机组而言,设计一种构造简单、自动化程度高、调节实时性好的混合器控制系统,保证机组能够在不同工况下性能稳定,且能够满足大功率机组需求,无论是在实现机组全自动化控制还是孤网运行来说,都已迫在眉睫。
基于分段线性化的算法,设计了一套能够实现空气、燃气的混合以及空燃比实时调整的自动化电气控制系统,实现空燃比的闭环控制,提高机组性能和效率。
1 控制系统的硬件组成图1所示为基于分段线性化算法的控制系统构造图。
控制系统有PLC中央处理单元(SMART 200)、模拟量模块(EM AM06)、触摸屏(1000IE)、蝶阀控制器(TOP4221)、电子调速器(TOP1302)。
(1)处理器模块:是控制蝶阀开度和调速器开度的核心控制器,通过调节阀体开度,实现空燃比闭环控制和功率调节。
(2)模拟量模块:通过4-20mA的电流信号控制调速器和蝶阀开度,并计算当前阀体的实际开度。
(3)燃气蝶阀控制器:控制伺服电机,调节燃气蝶阀开度,实现燃气进气量的调节。
(4)电子调速器:由控制器、驱动器、执行器组成,控制混合后的燃气总进气量。
(5)触摸屏:通过触摸屏的人机界面可以手动控制蝶阀开度,并实时显示燃气蝶阀和调速器的当前开度。
文丘里混合器工作原理
文丘里混合器工作原理
文丘里混合器(Wankel Engine)是一种内燃机,工作原理基于曲轴活塞式运动机制,与传统的活塞式内燃机相比具有结构简单、体积小、功率重量比高等优点。
以下是文丘里混合器的工作原理:
1. 混合气进气:首先,混合器通过一个进气门进气。
进气门开启时,混合气(空气和燃油混合物)进入混合器的进气腔。
2. 压缩气体:接下来,转子开始旋转,将混合气体压缩到旋转活塞所在的腔室中。
这个腔室具有类似于曲轴的形状,使混合气体被压缩并向旋转轴流动。
3. 燃烧和冷却:当混合气体被压缩到最高压力时,它接触到由喷油器提供的点火火花。
这点燃混合气体,产生爆炸推动转子旋转的动力。
同时,冷却液也通过散热器进入发动机,降低发动机温度。
4. 排气:转子的运动将燃烧产生的废气推出发动机。
旋转过程中,排气门打开,将废气排出。
5. 接着,转子又将废气丢弃,回到开始的位置,开始新的一轮进气、压缩、燃烧和排气过程。
总结起来,文丘里混合器工作原理是通过转子的旋转运动,将混合气体压缩、点燃燃烧并将废气排出以产生动力。
相比传统
活塞式内燃机,它的构造更简单,没有活塞和连杆,减少了摩擦,从而具有更高的效率和可靠性。
某V型游艇发动机EGR系统中文丘里管的设计
某V型游艇发动机EGR系统中文丘里管的设计针对某V型柴油机在进行废气再循环时废气压力低于压力从而无法顺利引入废气的问题我们通过使用文丘里管来解决。
在设计文丘里管的尺寸时首先结合柴油机具体的工作环境和尺寸然后遵循需要满足的三个工作要求:(1)喉口段形成足够背压从使废气能顺利引入。
(2)进气与废气能充分混合。
(3)尺寸复合实验台架的实际情况能进行合理布置。
尺寸设计完成后制作出实物并进行实验验证能成功引入廢气,完成混合并恢复压力。
标签:文丘里管;柴油机;废气再循环0 引言在排放法规要求日益严格的今天降低NOx的排放是一个迫切的问题。
废气循环技术(EGR)是解决这一问题的有效途径,而成功将足够废气回流到进气管则是EGR技术的关键[1]。
当柴油机处于高工况时进气增压压力高于排气压力,必须要想办法克服这一个难题。
我们一般通过安装节气门或者文丘里管来解决问题,相比安装节气门安装文丘里管虽然比较难于安装但不会对增压器产生负面影响不会影响柴油机正常运行是一个更好的选择[2]。
本文会结合某V型游艇发动机的具体尺寸和工作情况设计出文丘里管的具体尺寸并通过实验和仿真的途径来验证设计出来的文丘里管的效果。
1 文丘里管的工作原理和结构文丘里管是一种缩扩喷管结构,由收缩喷嘴段、喉口混合段和扩压段组成,图1为文丘里管的基本结构简图。
从图中可以看出进气先进入收缩段压力密度温度均会下降,在喉口段形成低背压环境从而完成废气的引入。
废气在喉口段与进气部分混合后再进入扩压段,在扩压断继续充分混合的同时气体压力逐渐恢复,温度密度逐渐升高流速减低流入中冷器[3]。
为了实现文丘里管的引入废气功能其结构需要满足三个要求:(1)在喉口段能形成足够大的背压从而使废气能顺利引入。
(2)使进气与废气能充分混合,使管内产生的流动损失和流动分离尽量小。
扩压段能有效恢复进气压力,减少进气压力损失。
(3)尺寸复合实验台架的实际情况能进行合理布置。
2 文丘里管尺寸设计在设计中关于收缩段的α角未避免出现壅赛现象应取10°d0。
关于文丘里设计文丘里图
蒸汽喷射器是以蒸汽为动力实现工程需要的器件,它不用电力,没有移动与转动机件,系统简单,工作可靠,故使用广泛。
一工作原理:蒸汽喷射器把高压蒸汽的势能通过喷咀形成高速动能,带动吸引低压蒸汽在喷射器混合段充分混和,降速,升压,供生产之需。
二结构介绍:喷射器结构主要有两大部分:1.喷咀: 高压蒸汽通过喷咀形成高速射流, 喷咀的形状,尺寸根据蒸汽性质(过热汽还是饱和汽)及蒸汽在喷咀中的压降来计算,当喷咀的压降过热汽为初压的45.5%以上。
饱和汽为初压的42.3%以上。
喷咀做成拉伐尔喷咀,否则喷咀为锥形,材料採用1Cr18Ni9Ti2. 喷射器混合段: 高,低压两股汽在此管内先进入,次混和均匀,后降速增压。
所以混合段有前,中,后三段,作用不同。
形状有别,通过总流量来设计其尺寸(直径与长度)最终合成所需压力的蒸汽。
连结上二者的机件称汽室,使二件保持合理的距离,具有一定空间。
蒸汽喷射器的材质常用20#优质碳素钢。
给你介绍'文丘里式喷射器'其主要结构与蒸汽喷射真空泵结构类似.BYW-F 内藏式双文丘里管:主要技术数据:测量范围a 圆形截面管道公称通径N=300 mm~6000mmb 矩形截面管道宽×高:W×H(mm)=300×300~6000×6000以及宽、高不等的矩形管道c 其它公称直径DN相同的几何形面管道e 公称压力:PN ≤6.4MPaf 工作温度:<900 0Cg 差压值:(0~100)KPai 重复测量误差(稳定度):±10Paj 精度等级:0.5级1级 1.5级k 传感器接管尺寸:焊接钢管G3/4" l 材料:管道:碳钢或按用户要求双文丘里管:1Cr18Ni9Ti或其它材料型号表示方法BYW-F-□□□□BYW-F-内藏式双文丘里管□□□□-公称通径。
管道混合器设计标准
管道混合器设计标准管道混合器设计标准:1. 设计原则:管道混合器应符合混合效果好、运行稳定、操作方便和维护方便的原则。
2. 设计参数:应根据具体工艺要求确定混合器的流量范围、工作温度范围和工作压力范围。
3. 结构材料:混合器的主要结构材料应选用耐腐蚀性能好的材料,如不锈钢、合金钢等。
4. 混合器类型选择:根据具体工艺要求和混合物的特性,选择合适的混合器类型,常见的混合器类型有静态混合器和动态混合器。
5. 进出口布置:混合器的进出口布置应根据工艺要求和场地条件灵活选择,以保证混合介质均匀混合。
6. 混合效果:混合器的设计应保证混合效果好,一般要求混合后的溶液成分均匀分布,并且不出现分层、沉淀等现象。
7. 流体压力损失:混合器的设计应尽量减小流体通过混合器时产生的压力损失,以提高混合效果和节约能源。
8. 操作方便性:混合器的设计应具备操作方便的特点,如进出口接口符合标准尺寸、设备结构紧凑、操作界面简单明了等。
9. 维护方便性:混合器的设计应考虑到设备的维护和清洁需求,如设置检修口、清洗孔等。
10. 安全性:混合器的设计应符合相关安全标准和规范要求,如设备防腐措施、安全阀装置等。
11. 标志和铭牌:每台混合器应标明设备名称、型号、编号、制造厂商、出厂日期、额定参数等相关信息。
12. 检验及验收:混合器在设计完成后,应进行必要的检验,确保其运行稳定、性能良好。
同时,对于已竣工的管道混合器,应进行验收,确保其满足设计要求和工艺要求。
总之,管道混合器的设计标准应综合考虑工艺要求、材料选用、结构设计、操作维护和安全等多个方面的要求,以确保混合器的性能良好、运行稳定和操作维护方便。
