基于改进的详细碳烟模型的柴油燃烧碳烟颗粒物的生成特性

采用改进的详细碳烟模型,耦合了由正庚烷和甲苯组成的混合燃料的简化反应机理.在碳烟模型中,考虑了反应中生成的乙炔类异构体和多环芳香烃前驱物对碳烟颗粒成长过程的影响作用,分别以可视化发动机和单缸柴油机台架试验的结果,对详细碳烟模型预测柴油机碳炯生成和氧化过程的准确性和有效性进行了验证.结果表明,模拟得到的缸内压力、放热率曲线以及着火时刻和试验结果吻合较好,得到的碳烟浓度瞬态二维分布与采用双色法得到的试验结果较为接近,碳烟排放量的模拟值与试验值的变化趋势基本一致,因而本文的详细碳烟模型可较好地预测不同工况条件下柴油机碳烟颗粒排放的变化趋势.同时,采用提出的详细碳烟模型对柴油机内碳烟颗粒数密度和平均尺寸进行数值模拟,研究其在柴油机缸内的变化情况,结果表明,碳烟颗粒的直径在预混燃烧期和急燃期急剧增加,在缓燃期以及燃烧后期收敛于某一稳定值.     

基于Monte-Carlo算法的燃烧过程碳烟颗粒生成特性

基于颗粒群平衡模拟的理论方法,建立描述碳氢燃料碳烟颗粒群尺寸分布函数演变过程的颗粒群平衡方程,将已有的详细化学反应机理和基于颗粒群平衡理论的碳烟模型进行耦合,采用直接模拟Monte-Carlo算法求解系统中的颗粒群平衡方程,获得燃烧过程中碳烟颗粒群尺寸分布函数的时空演变过程详细信息,同时模拟颗粒群成核、表面生长、凝并和氧化等多个动力学事件演变过程,分析颗粒数浓度、碳烟体积分数和最大颗粒数对颗粒物形成过程的影响规律,以及燃烧过程中颗粒粒径分布特性.     

多点同步采样测量柴油喷雾火焰中的碳烟形貌分布

在定容燃烧弹内模拟内燃机喷雾燃烧工作条件,设计了定容燃烧弹内多点同步碳烟采样台架,对高压和低压两种环境下的喷雾火焰中生成的碳烟颗粒进行全场多点采样,利用高分辨透射电镜(HRTEM)对碳烟样本进行观测和图像处理、统计及分析.结合对喷雾火焰发展过程的分析,研究碳烟颗粒在整个喷雾火焰中的分布规律和主要影响因素.研究结果表明,火焰中碳烟颗粒主要以基本颗粒和小积聚颗粒的形式存在,平均粒径小于80,nm.积聚反应主要受到碳烟体积分数和环境温度的影响,碳烟的积聚化程度随着燃烧反应的进行不断增大.固体碳烟体积分数在喷雾火焰中心位置体积分数最高,在火焰外围体积分数相对较低.高压环境下碳烟体积分数远大于低压环境,且在喷雾火焰下游碳烟形貌的演变规律也不同于低压环境.碳烟的数量、质量、粒径与结构与喷雾火焰燃烧发展过程紧密相关.     

基于激光诱导炽光法的柴油喷雾燃烧碳烟生成特性

采用激光诱导炽光法(LII),对高温高压定容燃烧弹内柴油喷雾燃烧火焰及碳烟生成的二维分布图像进行了测量分析,研究了在不同定容室环境温度、环境压力和喷射压力下燃烧火焰和油气混合特性对碳烟生成与分布的影响规律.结果表明:柴油燃料滞燃期会随环境温度和环境压力的升高而缩短;扩散燃烧火焰的浮起长度内空气卷吸量是影响碳烟形成过程的一个重要因素,高的环境温度和环境压力,以及低的喷油压力会产生较短的柴油火焰浮起长度;高的柴油喷射压力、低的环境压力和温度所产生的LII信号强度较弱,即此时激光片光内的碳烟体积分数较小.在喷雾混合中自然形成的混合气浓度分层和温度分层,既影响到混合气的着火和燃烧过程,又诱发碳烟颗粒的产生,研究结果对优化燃烧系统设计,验证燃烧模型提供了有价值的依据.     

柴油机部分预混合燃烧与排放特性的模拟与试验

在一台6缸重型增压柴油机上,通过单次喷射策略结合EGR技术实现部分预混合燃烧(PPC)方式.基于Level-set的湍流火焰传播模型结合简化的化学反应机理对这种燃烧模式的燃烧与排放生成过程进行计算分析.依据试验和模拟结果分析PPC模式对燃烧放热、NOx、UHC和PM排放的影响.结果表明:早喷和晚喷PPC模式都具有两阶段的放热,在燃烧期内预混燃烧比例显著高于常规燃烧模式,但晚喷模式下还存在部分扩散燃烧;采用PPC燃烧方式可减少NOx和PM排放,但晚喷PPC模式下HC排放会增加;PPC模式下核心组分的变化过程和常规喷油模式有很大的不同,在PPC模式下酮化过氧氢在第一阶段着火过程中起到关键作用,第一阶段着火过程中积累的大量H2O2使得第二阶段着火过程中放热率峰值很高;在喷束下游生成OH的位置会生成大量NOx,而碳烟是在燃烧室壁面附近的富燃料区域形成,晚喷PPC模式下的HC排放过高主要是由于贫燃料区域不能迅速进行第二阶段着火引起的.     

标准和专利融合方法研究

标准和专利融合越来越受到政府和企业的重视。本文在总结分析国内外标准化机构的标准必要专利政策基础上，从确定标准与专利融合的技术方向、选择合适的标准项目、制定标准和专利策略、结合标准项目形成技术方案、围绕标准项目实施专利布局、评估改进六个阶段详细阐述了标准和专利融合的方法，以期对企业开展标准和专利融合工作给与一定参考。