乙醇-生物柴油液滴的荷电与破碎特性分析

研究燃料液滴的荷电与破碎是雾化问题的关键。将乙醇与生物柴油掺混,制得体积比分别为1:9、2:8、3:7、4:6及5:5这5种掺混燃料,在静电雾化系统中进行对比实验。基于电场分布的理论计算,分析了各燃料的荷电性能,讨论了稳定锥射流模式下液滴的破碎特性。根据液滴破碎的力学机理,基于液滴气动力克服表面张力发生破碎的韦伯模型,考虑荷电后液滴表面张力的变化,得出了静电韦伯数。实验结果表明:随着喷嘴电压升高,燃料的荷质比增大。乙醇比例越高,燃料荷质比越大。计算结果表明:乙醇比例高的燃料液滴其静电韦伯数越大,越有可能发生破碎。基于静电韦伯数,推导出带电液滴破碎的判别条件,并实验验证了燃料液滴破碎时静电韦伯数的临界值为19。     

乙醇荷电喷雾对冲燃烧的火焰特性

研究液体燃料雾化燃烧的火焰特性，有助于理解整个燃烧的变化过程。基于对冲火焰结构，以无水乙醇为燃料，设计了乙醇荷电喷雾对冲燃烧装置。通过对喷雾和火焰进行拍摄，并对火焰温度进行测量，得到了不同燃料流量下的喷雾形态、火焰形态和火焰温度变化，探讨了不同当量比、应变率对火焰形态和温度的影响规律。结果表明：随着乙醇流量的增加，喷雾的雾化核心区域和卫星区域的分界逐渐消失，当乙醇流量增加到13 ml/h时，喷雾出现液柱。当量比小于1时火焰保持稳定，当量比大于1时火焰出现振荡，火焰的无量纲直径随当量比的增加呈减小趋势。随着应变率的增大，火焰的无量纲直径减小，温度降低。     

乙醇浓度和应变率对扩散火焰特性的数值分析

研究液体燃料乙醇对冲燃烧的火焰特性是理解扩散火焰形成和指导乙醇对冲燃烧器设计的关键。采用对冲扩散火焰模型,结合光学薄辐射模型,模拟空气与氮气稀释下乙醇形成的扩散火焰,探讨了乙醇浓度和应变率对扩散火焰的火焰结构、温度分布和温度峰值处的温度敏感性的影响规律。结果表明：随着乙醇浓度的增加,CO和H₂反应区域向燃料侧移动,火焰区域变宽,火焰温度峰值逐渐升高,升高趋势渐缓,中间产物和CO对温度敏感性的影响减弱;随着应变率的增加,自由基和CO增多,中间产物减少,组分的分布区域和火焰区域变窄,火焰温度峰值逐渐降低,中间产物和CO对温度敏感性的影响逐渐增强。     

基于PCA-PSO-LSSVM的电站锅炉效率预测模型研究

为避免锅炉燃烧系统智能算法建模中特征变量维度过大造成的模型复杂以及过拟合问题,基于PCA提取主成分,利用PSO算法优化模型参数,建立了PCA-PSO-LSSVM锅炉效率预测模型。研究结果表明:PCA-PSO-LSSVM模型的预测精度更高,泛化能力更强,其中误差最大的锅炉效率模型测试集数据的平均相对误差仅0.002 49%,均方误差为0.004 51;未经过PCA提取主成分的PSO-LSSVM模型测试集的平均相对误差为–0.034 90%,均方误差为0.019 27;LSSVM模型测试集的平均相对误差为0.28%,均方误差为0.459 39。可见,PCA-PSO-LSSVM模型能够精准地预测锅炉热效率,适应能力更强,同时模型复杂度更低,训练速度略有提高,将为电站锅炉多方面数据预测提供一种重要手段。