现代船用低速柴油机多以燃烧重油为主,在获得燃料经济性的同时,重油燃烧引起的环境污染成为世界各国关注焦点。本文在选取重油替代物并完成替代组分机理简化后,与船用柴油机燃烧室模型与之耦合,开展船用柴油机重油燃烧过程的研究,研究成果在完善重油燃烧理论、探索重油清洁高效燃烧方面具有重要意义。主要研究内容如下:1.设计重油替代物配制方案。根据密度相似或热值相似,确定采用甲苯、正庚烷和丙烯三组分并按照4:5:1比例混合,作为重油替代物模型组分。2.构建甲苯、正庚烷和丙烯化学反应动力学简化机理模型。在机理简化过程中,使用的方法包括DRGEP法、反应路径分析法和敏感性分析法,得到三种替代组分的简化机理模型。3.对简化机理进行验证,并对简化机理进行耦合。采用滞燃期、层流火焰速度和重要物质组分浓度三种方式分别完成甲苯、正庚烷和丙烯的简化机理与详细机理的对比和验证。将各简化机理进行耦合,生成由121个组分和700个反应组成的重油替代物机理模型。4.建立船用柴油机燃烧室模型,并将简化机理模型与之相耦合,建立船用柴油机缸内燃烧计算模型。采用示功图对比的方式完成模型有效性验证。5.开展船用柴油机重油燃烧性能影响因素的研究,并分析喷油定时对其影响。结果表明,对应特定工况,一定范围内增大喷油提前角,会使缸内燃烧充分,燃烧温度和缸内压力升高,但会造成NOx的排放增加。