刘玉坪，肖 民，黄志伟，刘松岭

(江苏科技大学 能源与动力学院，江苏 镇江 212000)

0 引 言

随着环保和节能减排变为当今世界的主题，以天然气为主燃料的柴油/天然气双燃料发动机在船舶动力装置的应用上越来越广泛。目前这种发动机的主燃料天然气一般以气态形式进入气缸，随之带来的是复杂的LNG 汽化装置和大量的冷能浪费。除此以外，对于进气道进气的双燃料发动机，因为充气效率的降低，导致发动机动力性不足。针对这一问题业内提出了“LNG 缸内液喷”的设计概念[1]，即不经过汽化，将天然气以液体状态直接喷入气缸中。在国外，美国西港公司已经开始LNG 液喷的实验研发[2]。日本宇宙航空研发机构曾于2009 年8 月公布航空航天发动机的燃烧试验结果，该报告中提及，最长进行了持续500 s的LNG 液体燃烧试验[1]。国内，目前由于实验条件的限制，专家学者仅仅针对LNG 液喷发动机进行了数值模拟研究，张恒等[3]研究了天然气和柴油喷射时刻对LNG 缸内液喷双燃料发动机的燃烧特性的影响。汪佳丽[1]通过使用计算机语言建立了LNG 燃料数据库，研究LNG 缸内液喷对混合气形成的影响。肖民等[4]对液态LNG 喷雾过程进行了研究，并确定了发生闪急沸腾的条件。

对于此类发动机来说，由于其缸内直喷的燃料供应方式，缸内的燃烧过程是典型的湍流燃烧。在湍流燃烧中，湍流流动过程和化学反应过程相互关联，相互影响，湍流通过强化混合来影响着化学反应速率，同时化学反应的放热过程又影响着湍流[5]。……