第３０卷第３期 ２０１３年６月 内燃机与动力装置Ｉ．ｃ．Ｅ＆Ｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１３ 【模拟计算】 １２Ｖ１９０燃气发动机文丘里混合器流场分析 余小松，崔鹏 （胜利油田胜利动力机械集团有限公司，山东东营２５７０３２） 摘要：本文通过利用流体仿真软件ＡＮＳＹＳ ＣＦＸ对１２Ｖ１９０燃气发动机试验时配套的文丘 里混合器内气体进行流场仿真分析，验证了该文丘里混合器设计的可行性，对混合器出口燃气 和空气的体积比例进行分析，得出该文丘里混合器在实际情况下的空燃比，与发动机理论空燃 比进行比较后进行结构优化，使该混合器的空燃比和流量能满足发动机额定工况下运行需要。 关键词：文丘里混合器；ＡＮＳＹＳ ＣＦＸ；流场分析；空燃比 中图分类号：ＴＫ４３３．４文献标志码：Ａ文章编号：１６７３—６３９７（２０１３）０３—００２０—０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｆｌｏｗ Ｆｉｅｌｄ ｉｎ Ｖｅｎｔｕｒｉ Ｍｉｘｅｒ ｏｆ １２Ｖ１９０ Ｇａｓ Ｅｎｇｉｎｅ ＹＵ Ｘｉａｏ—ｓｏｎｇ，ＣＵＩ Ｐｅｎｇ （Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｏｉｌｉｆｅｌｄ Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ２５７０３２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｌｕｉｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＡＮＳＹＳ ＣＦＸ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｅｓ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｔｆｈｅ Ｖｅｎｔｕｒｉ ｍｉｘｅｒ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ １２Ｖ１９０ ｔｅｓｔ ｇａｓ ｅｎｇｉｎｅ，ｖｅｒｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｖｅｎｔｕｒｉ ｍｉｘｅｒ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｏｕｔｌｅｔ ｇａｓ ａｎｄ ａｉｒ ｉｎ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ａｉｒ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ Ｖｅｎｔｕｒｉ ｍｉｘｅｒ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓ ｖａｌｕｅ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｉｒ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｒａｔｉｏ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ａ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｎｔｕｒｉ ｍｉｘｅｒ，ｉｔ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｒａｔｅｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｖｅｎｔｕｒｉ Ｍｉｘｅｒ；ＡＮＳＹＳ ＣＦＸ；Ｆｌｏｗ Ｆｉｅｌｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ；Ａ／Ｆ Ｒａｔｉｏ 引 言 混合器是燃气发动机的一个重要配套部件，主 合考虑两种流体在混合器中流场分布情况，过程较 为复杂。 本文采用高端流体仿真分析软件ＡＮＳＹＳ ＣＦＸ 对文丘里管混合器中两种气体的流动进行模拟仿真 分析，通过分析结果查看所设计混合器内部各气体 要使燃气与空气按一定比例均匀混合，保证进入发 动机气缸内燃烧做功的燃气得到充分燃烧，从而提 高发动机的热效率。燃气发动机混合器的种类有很 多，主要有比例混合器、电控混合器、文丘里混合器。 其中文丘里混合器以结构简单、价格便宜、安装简单 等优点在燃气发动机上得到广泛应用，特别是对于 定转速和定载荷下的大型燃气发电机组，文丘里混 流速分布情况、压力分布情况、体积分数分布情况以 及混合气体中各气体的流量。对分析结果进行比 较，确定对该文丘里混合器进行结构优化的措施。 １工作原理介绍 当气体或液体在文丘里管里面流动，在管道的 最窄处，动态压力（速度头）达到最大值，静态压力 （静息压力）达到最小值。气体（液体）的速度因为 涌流横截面积变化的关系而上升。整个涌流都要在 合器优势更加明显。进行文丘里混合器结构设计 时，仅仅以两个进口的面积比作为两种气体流过的 体积比是不可行的。要保证混合器出口的空燃比与 发动机燃烧设计的理论空燃比尽可能接近，需要综 作者简介：余小松（１９８２一），男，湖南衡阳人，工程师，本科，从事燃气发动机的研究与开发工作。 收稿日期：２０１３—０３—１９
