进入缸内的润滑油是引发天然气发动机不正常燃烧的主要因素之一。在压缩冲程阶段,缸内环境气体加热润滑油液滴,产生润滑油蒸汽。在高负荷工况下,有可能发生润滑油自燃引发缸内早燃和爆震燃烧等危害性极大的缸内不正常燃烧。润滑油蒸发是着火的核心过程之一,本文采用数值模拟方法对润滑油液滴在天然气发动机缸内环境下的蒸发特性展开研究。(1)由于现有的蒸发模型假设气相质量蒸发率相同,而润滑油液滴组分复杂各个组分物性相差较大,因此,建立气相多组分扩散有利于提高模型计算精度。首先考虑气相多组分扩散对气相传质的影响,修正斯蒂芬流速度,严格保证组分传输方程守恒。分别采用理想气体和实际气体方法描述轻组分和重组分烷烃液滴在不同环境温度、环境压力和环境气体成分下的气液相平衡,构建理想气体模型和实际气体模型。本文采用较宽环境温度和环境压力范围下,利用理想气体方法和实际气体方法对烷烃液滴蒸发过程进行模拟分析。通过对比理想气体模型和实际气体模型预测结果,提出理想气体模型环境压力适用准则。(2)气体机缸内工况复杂,润滑油液滴含有不同浓度甲烷混合气环境中蒸发。现有研究工作较多针对液滴在纯氮气条件下蒸发。为了深入研究润滑油液滴在气体机缸内条件下蒸发过程,本文采用较宽范围甲烷浓度环境气体条件下利用理想气体方法和实际气体方法对烷烃液滴蒸发过程进行模拟分析。通过对比理想气体模型与实际气体模型预测结果,讨论模型环境气体条件适用准则。(3)目前现有工作主要针对轻组分烷烃液滴蒸发过程进行模拟研究,而对重组分液滴蒸发过程模拟研究存在空白。本文采用实际气体模型模拟较宽环境温度、环境压力和含有不同浓度甲烷环境气体内的烷烃液滴蒸发过程。在天然气发动机缸内工况下,对比轻组分和重组分液滴蒸发特性,总结环境条件对烷烃液滴蒸发规律的影响,并总结重组分液滴蒸发规律。(4)现有的多组分模型计算效率和计算精度不能达到较好的平衡。因此,建立计算效率和计算精度同时较高的模型十分重要。本文采用重组分液滴蒸发规律构建类比多组分液相蒸发模型,并对比类比多组分液相蒸发模型和近似多组分液相蒸发模型模拟实用柴油液滴在不同环境温度下的蒸发过程,并与多组分液相蒸发模型模拟结果进行对比。总结得出类比多组分蒸发模型具有较高的计算精度和计算效率。并使用类比多组分蒸发模型模拟润滑油液滴蒸发过程,验证可靠性。