高压柴油射流激波特性影响研究

针对高压柴油射流诱导激波开展了研究,通过采用纹影法对不同环境气体介质、激波态喷雾宏观特性、不同环境密度对激波的影响进行研究。结果表明:喷射压力为60 MPa的情况下,当环境介质气体为N2时,并未出现激波现象,而当环境介质更换为SF6时,出现了较明显的激波现象。当喷射压力提高至120 MPa时,2种气体介质中均出现了激波现象。喷雾宏观特性在产生激波后以及激波脱离喷雾体后均没有出现明显的变化,这可能表明即使激波可能导致环境气体速度和压力的变化,但其对喷雾发展的影响并不显著。环境密度对喷雾前端速度最大值、激波的类型以及激波与喷雾体分离时刻有显著的影响。     

CH_4/空气预混稀燃临吹熄火焰结构研究

预混稀燃是最具有前景代替传统扩散燃烧的清洁燃烧方式之一.然而,高速流动的预混稀燃中常出现低当量比下火焰吹熄的情况.吹熄给燃烧过程带来了极大的不稳定性.旋流和钝体是实际燃烧中常用的稳焰方式.吹熄的机理研究大多基于钝体或旋流火焰进行,但同时加入两者稳焰时的吹熄研究尚且不足.本研究基于OH-PLIF技术,在旋流加钝体稳焰下,针对CH_4/空气预混稀燃临熄火条件下的火焰面结构进行了测量和表征.研究表明,临熄火过程中火焰根部抬升逐渐增加,火焰面密度减小,火焰趋向于向回流区聚集.结果表明,火焰根部局部熄火对吹熄过程可能有重要影响,同时验证了未燃气回流促进吹熄的结论.     

背景光存在下的相衬法原理分析

为了更好地观察弱相位物的位相,在考虑背景光的情况下,对任意相位物体的相衬成像过程进行严格的数学推导及分析,得到有背景光时的相衬法成像光强普遍表达式。结果表明,有背景光时的相板相移量及其透过率存在最佳值;若采用CCD接收图像,弱相位物的最小可观察相位变化量达1.9mrad。这为弱相位物体的精确测量提供了有力的数学论证。     

不同初始压力下掺氢天然气的燃烧特性

在定容燃烧弹内研究了不同初始压力下天然气-氢气-空气混合气的火焰传播规律,得到了不同掺氢比例和初始压力下,不同燃空当量比时混合气的层流燃烧速率,并分析了火焰的稳定性及其影响因素.研究结果表明,随着天然气中掺氢比例的增加,混合气的燃烧速率增加,且增长速率逐渐加快,而马克斯坦长度值则随着掺氢比例的增加而减小,即火焰的稳定性下降.不同初始压力下,随着燃空当量比的增加,马克斯坦长度值在不同掺氢比例下均增加,显示火焰的稳定性增加.无拉伸层流燃烧速率随着初始压力的增加略有减小,且在化学当量比附近,变化的初始压力和掺氢比对无拉伸层流燃烧速率的影响最为明显.     

初始温度/压力对天然气层流燃烧速率的影响

在定容燃烧弹内利用高速纹影摄像法研究了不同初始温度和初始压力下不同当量比的天然气-空气混合气的火焰传播过程,并结合火焰传播照片分析了初始压力和初始温度对混合气层流燃烧速率的影响.研究表明,天然气-空气混合气的无拉伸火焰传播速率和无拉伸层流燃烧速率随当量比的增加先增大后减小,且最大值出现在化学当量比附近.火焰传播速率和层流燃烧速率均随着初始压力的升高而降低,随着初始温度的升高而提高.     

基于小波阈值去噪的离子电流信号研究

在发动机上利用火花塞检测电极间离子电流信号,应用小波阈值收缩去噪方法对实测离子电流信号进行滤波去噪,去噪后的信号能够清晰地分离点火、火焰前锋区和焰后区,且由点火产生的峰值在上止点前5~6°CA,前锋区峰值在上止点附近,焰后区峰值与压力峰值位置相差<1°CA。当相对空燃比在0.9~1.2变化时,去噪后离子电流前锋区峰值和焰后区峰值均随相对空燃比的增加而下降。     

燃油组分在润滑油中的溶解性及其对油机碳氢排放的影响

分开典型汽油组分在发动机商用润滑油中的溶解性及其对缸内未燃碳氢的影响。研究表明：燃油组分在润滑油中的溶解性随润滑油温度的提高而降低，随燃油组分分子量的增大或碳原子数的增加而增加。气态碳氢燃料远比液态碳氢燃料的溶解性低。芳香烃比相同碳原子数的烷烃的烯烃溶解性高。环烷烃和分支链烃比直链烷烃的溶解性高。含氧燃料比液态碳氢燃料的溶解性低。结论是：降低汽油中芳香烃、环烷烃和分支链烃在汽油中所占的比例，以及在     

燃油喷射正时对直喷式天然气发动机性能的影响

使用快速压缩装置研究了燃油喷射正时对直喷式天然气发动机性能的影响。研究结果表明，提早喷射（喷射正时60ms)会降低燃烧初期放热速率而增加后期放热速率；推迟喷射（喷射正时75ms)会增加燃烧初期放热速率而降低后期放热速率；在喷射持续期结束时（喷射正时80ms)点火放热持续期最短；提早喷射增加火焰发展期而推迟喷射会增加后燃期；在当量比相同且大于0.8的条件下，提早喷射会产生相对量低的CO，而推迟喷射会产生相对量高的CO；在当量比为0.6-0.8时，不同喷射正时条件下NOx均较高，喷射推迟NOx降低；在当量比为0.5-0.8时，燃烧效率较高，当量比小于0.5或大于0.8时燃烧效率都会降低。     

二乙醚-空气预混合气层流燃烧速率测定

在定容燃烧弹内利用高速纹影摄像法系统地研究了不同初始压力、不同初始温度和不同燃空当量比下二乙醚-空气预混合气的层流燃烧特性。利用球形发展火焰分析得到了不同初始压力、不同初始温度和不同燃空当量比下二乙醚-空气预混合气的无拉伸层流火焰燃烧速率、马克斯坦长度等层流燃烧参数。研究结果表明:无拉伸层流火焰燃烧速率随初始温度的增加而增加,随初始压力的增加而降低;马克斯坦长度随着初始温度的增加而减小,随初始压力的增加而减小,随当量比的增加而减小,表明火焰前锋面不稳定性随初始温度和初始压力的增加而增加,随混合气浓度的增加而增加。基于试验数据获得了二乙醚-空气预混合气无拉伸层流燃烧速率的关系式。