合成气燃烧室NO_x排放估算方法分析

随着燃气轮机NOx排放标准日趋严格,NOx排放预测在燃烧室设计阶段尤其初步设计阶段显得越来越重要。现有燃气轮机燃烧室NOx排放估算经验/半经验公式多建立在液体燃料和天然气燃料试验数据基础上,应用到合成气燃烧室NOx排放估算需进行验证。为此,筛选了多篇文献中多个典型的经验/半经验公式,并将估算值与GE公司F级燃烧室燃烧合成气时NOx排放的试验测量值比较。对比结果表明,经验/半经验公式不能直接适用于合成气燃烧室。通过分析并结合已有NOx排放数据对比,提出新的适合于合成气扩散燃烧的燃气轮机燃烧室NOx排放估算公式。公式有效性以及参数的范围有待进一步验证。     

基于CFD投影的柴油机缸盖温度场模拟分析

本文将传统一维计算以及经验公式提供有限元计算边界条件获得的温度场与试验结果进行了对比,发现存在较大误差。针对一维边界及经验公式存在的局限性,提出了利用三维CFD投影所得边界条件进行缸盖温度场计算并与试验结果进行比较,极大地提高了计算精度。     

略论立式焦炭锅炉的设计与开发

介绍了焦炭锅炉的研究开发过程，并提出了设计计算的经验公式。     

锅炉烟气露点温度计算方法比较分析

锅炉排烟温度低于烟气露点会引起低温腐蚀,影响锅炉安全运行。文章对计算烟气露点温度常用的图表法、估算公式法和经验公式进行了对比分析,并与实测数据进行比较,在此基础上提出了修正方法。     

高压汽油喷雾贯穿距和喷雾锥角经验公式研究

喷雾特征参数经验公式广泛应用于发动机研究和设计．笔者总结了目前常用的预测喷雾贯穿距和锥角的经验公式，并与高压汽油喷雾试验数据进行对比，验证这些经验公式是否适用于高压汽油喷雾．结果表明：在总结的喷雾贯穿距公式中，Dent公式、Arrègle公式、Schihl公式、Naber公式和Wakuri公式预测性较差，Arai公式预测性最好．在总结的喷雾锥角公式中，Arai公式综合环境气体密度和喷油压力的影响，对喷雾锥角试验值的预测性最好．笔者进一步在Arai公式基础上对系数进行修正，得到了新的经验公式，修正后的喷雾贯穿距和锥角预测公式与高压汽油喷雾试验值之间的平均相对误差分别减小到2.43%和1.34%.     

用有限元法建立高温受压管道的应力分析经验公式

本文通过对高温受压管道受载特点和有限元求解过程的分析，提出了任意形状管道位移、应变、应力经验公式的建立方法。利用这些经验公式，不但能简化管道的有限元分析，而且为暧 压管道的在线监实时分析提供了理论基础和实现方法，具有实际应用价值。用有限地建立的位移、应变、应力经验公式数值可信度高、对管道的形状具有较强的适应性，将有限元法与在线监测结合起来分析工程结构实时状态的方法为有限元法开拓了新的应用前景。     

夹层内空气自由运动放热的研究

本文对倾斜角度φ=0°、15°、30°、45°、60°和90°的夹层内空气自由运动放热过程进行了实验研究。对国外在这方面的研究概况作了简要的评述。在对已有的几种主要经验公式进行分析的基础上,提出了综合实验数据的方法,从而得出了较精确的实用经验公式。这些公式可用于太阳能集热器的设计计算。 本文还结合过程机理的分析讨论了AR比值对夹层放热的影响。     

关于创建释放地热能防震面积经验公式的探讨

阐述创建释放地热能防震面积经验公式的研究由来,提出全球3类地热能释放区防震系数的计算方法,合理选择各自代表性区域,求出各自防震系数,作为各类区防震系数的经验数据;指出这一公式中的各函数、各参数的特定条件;该公式的提出与应用为开发地热能转换地震能量防震减灾系统工程设计与工程施工规范规程的制定提供了科学数据依据,对全球防震减灾事业具有重要的意义,并回答了一些学者对释放地热能转换地震能量防震减灾功能提出的质疑问题。     

一种长大距离电缆线路电压工程算法

针对长距离电缆线路的电容电流分析和计算及由此引起的沿线电压升高问题在电缆线路设计和维护的处理中复杂、繁琐,基于传统的电缆线路电容电流的分析计算并结合仿真数据,提出了电缆线路电压升高计算的经验公式.仿真计算和实测数据均表明该经验公式计算快捷简便,精度能达到电缆线路工程设计和维护的要求.     

烟气酸露点计算方法比较和分析

酸露点是锅炉设计和运行中重要参数之一,目前国内外计算烟气酸露点方法很多,但是不同方法计算结果差异较大.结合有关文献对几种计算烟气酸露点的方法进行了比较,分析了SO3浓度和水蒸气含量对烟气酸露点变化趋势的影响.研究结果表明,荷兰的A.G.Okkes公式和И.A.Bapahoba公式比较精确,前苏联热力计算酸露点经验公式、日本电力研究所经验公式和Haase & Borgmann公式的误差比较大.此外,对前苏联热力计算酸露点经验公式进行了修正.     

Improvement of engine performance with high compression ratio based on knock suppression using Miller cycle with boost pressure and split injection

In theory, high compression ratio has the potential to improve the thermal efficiency and promote the power output of the SI engine. However, the application of high compression ratio is substantially limited by the knock in practical working process. The objective of this work is to comprehensively investigate the application of high compression ratio on a gasoline engine based on the Miller cycle with boost pressure and split injection. In this work, the specific optimum strategies for CR10 and CR12 were experimentally investigated respectively on a single cylinder DISI engine. It was found that a high level of Miller cycle with a higher boost pressure could be used in CR12 to achieve an effective compression ratio similar to CR10, which could eliminate the knock limits at a high compression ratio and high load. To verify the advantages of the high compression ratio, the fuel economy and power performance of CR10 and CR12 were compared at full and partial loads. The result revealed that, compared with CR10, a similar power performance and a reduced fuel consumption of CR12 at full load could be achieved by using the strong Miller cycle and split injection. At partial load, the conditions of CR12 had very superior fuel economy and power performance compared to those of CR10.     

乙醇-柴油混合燃料的理化特性的研究

为了有助于开展乙醇柴油混合燃料在发动机上的应用研究，本文开展了不同乙醇掺混比例柴油乙醇混合燃料的主要理化特性的研究。采用数值计算的方法研究了不同乙醇掺混比例对混合燃料的低热值、十六烷值的影响；开展燃料的蒸馏特性试验、粘温特性试验，研究了不同乙醇掺混比例(EO，E10，E20，E30)对混合燃料的蒸馏特性、粘温特性的影响，并对混合燃料的粘温特性试验结果进行数值回归；采用相溶特性试验研究了不同乙醇掺混比例的混合燃料(EO—E100)的相溶特性，以及助溶剂对混合燃料相溶特性曲线的影响。研究结果表明：随着乙醇掺混比例的增加，混合燃料的低热值、十六烷值、粘度逐渐降低，混合燃料的低温蒸馏特性较强，助溶剂可有效解决乙醇柴油的相溶问题。     

基于高压直喷航空煤油点燃式发动机燃烧性能优化的试验研究

为提高航空煤油在点然式发动机中的燃烧热效率,改善发动机爆震及拓宽发动机负荷范围,以3号航空煤油(RP-3)为基础燃料,基于一台单缸水冷、压缩比可调、4冲程点燃式发动机结合高压共轨缸内直喷技术,开展了单双点火、不同负荷、压缩比、喷射压力、喷射时刻和两次喷射策略下航空煤油燃烧特性的试验研究。结果表明,在原机压缩比为10的条件下,将直喷汽油改为直喷航空煤油后,由于航空煤油的抗爆性差、雾化困难、燃烧速率慢等理化特性,发动机的动力性损失约50.0%,油耗增加约60.0%,循环波动也大幅增加;相比于单点火,双点火可使缸内平均有效压力提高,燃烧相位提前,循环波动降低;为了抑制高压缩比下的爆震倾向,可通过降低压缩比来拓宽负荷范围,恢复原机功率。随着压缩比的降低,有效平均压力(BMEP)持续增大,当压缩比为6时,最大转矩可达39.5N·m,功率恢复至原机的88.0%。同时耦合高压及两次喷射策略,随着喷射压力的增大,有效燃油消耗率(BSFC)减小约30.0%,经济性有所提高。相比于单次喷射,采用两次喷射策略可降低油耗,提升缸内有效平均压力,提升燃烧效率,最终可实现发动机燃用航空煤油的性能接近原机水平,最大负荷达原机的90.0%且油耗增加量不超过15.0%。     

Combustion performance and emission reduction characteristics of automotive DME engine system

This article is a condensed overview of a dimethyl ether (DME) fuel application for a compression ignition diesel engine. In this review article, the spray, atomization, combustion and exhaust emissions characteristics from a DME-fueled engine are described, as well as the fundamental fuel properties including the vapor pressure, kinematic viscosity, cetane number, and the bulk modulus. DME fuel exists as gas phase at atmospheric state and it must be pressurized to supply the liquid DME to fuel injection system. In addition, DME-fueled engine needs the modification of fuel supply and injection system because the low viscosity of DME caused the leakage. Different fuel properties such as low density, viscosity and higher vapor pressure compared to diesel fuel induced the shorter spray tip penetration, wider cone angle, and smaller droplet size than diesel fuel. The ignition of DME fuel in combustion chamber starts in advance compared to diesel or biodiesel fueled compression ignition engine due to higher cetane number than diesel and biodiesel fuels. In addition, DME combustion is soot-free since it has no carbon–carbon bonds, and has lower HC and CO emissions than that of diesel combustion. The NO_x emission from DME-fueled combustion can be reduced by the application of EGR (exhaust gas recirculation). This article also describes various technologies to reduce NO_x emission from DME-fueled engines, such as the multiple injection strategy and premixed combustion. Finally, the development trends of DME-fueled vehicle are described with various experimental results and discussion for fuel properties, spray atomization characteristics, combustion performance, and exhaust emissions characteristics of DME fuel.     

基于MATLAB的柴油机高压喷油过程的模拟计算

为改进过去柴油机高压喷油过程的模拟计算方法,运用数值计算软件MATLAB对柴油机泵-管-嘴高压喷油系统进行编程模拟计算。计算中考虑到变声速和变密度的处理对系统中燃油压力的影响,特别是对高压油管中燃油压力传递的影响。应用喷油过程的运动方程和连续方程进行编程、运行,可得到各喷油参数图形。与实际测量结果的对比分析表明,该计算结果与实测结果符合较好,且程序简单直观,易于扩充。     

LPG/柴油双燃料发动机压缩比优化研究

采用燃料复合供给方式 ,在单缸直喷式柴油机上进行了LPG/柴油双燃料发动机压缩比的优化试验研究 ,对比分析了使用纯柴油和LPG/柴油双燃料的燃烧特性 ,着重研究分析了双燃料发动机在不同压缩比下的最高燃烧压力、最大压力升高率、压力循环波动及燃烧放热率 ,并以此为依据优选了双燃料发动机的压缩比。试验结果表明 :降低压缩比后 ,双燃料发动机的最高燃烧压力及最大压力升高率均有较大降低 ,同时压力循环波动变小 ,但滞燃期、燃烧持续期都会有所增加。经过优化 ,压缩比确定为 14.5时 ,ZH110 5W柴油机改燃LPG/柴油双燃料后在高负荷工况下无严重爆震现象 ,压力循环波动较小 ,且经济性较好 ,热效率损失不大     

柴油机喷雾激波研究

随着电控共轨喷油系统的广泛应用,喷射压力成倍增长,喷雾速度大于气缸内环境音速,由此产生的激波(shock wave)现象引起国内外学者的浓厚兴趣.本文介绍了激波的基础理论,现阶段激波试验的研究成果,指出当喷油油束速度高于介质环境音速时,激波就会产生,提高介质温度和密度都会抑制激波的产生,最后提出利用弹道光子成像技术应用于激波研究的设想,并对激波的产生机理及如何利用激波改善燃烧性能作进一步的研究.     

预燃室式柴油-天然气双燃料船用发动机热效率优化燃烧控制策略仿真研究

基于CONVERGE软件建立了预燃室式柴油/天然气双燃料船用二冲程发动机的三维计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）模型,研究了压缩比、引燃柴油质量和喷射压力、引燃柴油喷射角度对燃烧过程的影响,探索了提高柴油/天然气双燃料船用发动机热效率的燃烧策略。结果表明：提高压缩比可以提高缸内的最大爆发压力,从而有效提高热效率,但受发动机机械强度的限制,压缩比为12.5时可以获得较佳的效果;适当增大引燃油量和喷射压力,可以使射流火焰的着火点增加,点火能量增强,对热效率略有改善;调节引燃柴油的喷射角度,将引燃油喷射到CH4浓度较高区域可以获得更好的引燃效果,降低指示燃料消耗率;提高压缩比至12.5结合推迟喷油策略对热效率的改善效果更为明显。     

乙醇-柴油混合燃料的理化特性研究

对乙醇-柴油燃料直接影响发动机性能和燃料的使用、存储和运输的几种基本物理化学性质进行了研究。通过对不同比例(乙醇含量分别0．2％、0．5％、1％、2％、5％、10Yoo、15％、20％、25％、75％)的混合燃料的密度、粘度、闪点、表面张力、十六烷值、稳定性和磨损性等理化性质的测试和研究，总结出了乙醇含量对混合燃料物性参数的影响规律，归纳出各种参数随温度变化的规律。以密度为特征参数，拟合出混合燃料粘度、表面张力随密度变化的关系，得到了具有较高精度的乙醇一柴油混合燃料的理化特性经验关系式。     

A numerical study of flow crossover between adjacent flow channels in a proton exchange membrane fuel cell with serpentine flow field

The focus of this paper is to study the flow crossover between two adjacent flow channels in a proton exchange membrane (PEM) fuel cell with serpentine flow field design in bipolar plates. The effect of gas diffusion layer (GDL) deformation on the flow crossover due to the compression in a fuel cell assembly process is particularly investigated. A three-dimensional structural mechanics model is created to study the GDL deformation under the assembly compression. A three-dimensional PEM fuel cell numerical model is developed in the aforementioned deformed domain to study the flow crossover between the adjacent channels in the presence of the GDL intrusion. The models are solved in COMSOL Multiphysics—a finite element-based commercial software package. The pressure, velocity, oxygen mass fraction and local current density distribution are presented. A parametric study is conducted to quantitatively investigate the effect of the GDL’s transport related parameters such as porosity and permeability on the flow crossover between the adjacent flow channels. The polarization curves are also examined with and without the assembly compression considered. It is found that the compression effect is evident in the high current density region. Without considering the assembly compression, the fuel cell model tends to over-predict the fuel cell’s performance. The proposed method to simulate the crossover with the deformed computational domain is more accurate in predicting the overall performance.