气体机点火时刻和燃料当量比对气耗影响的研究

研究了天然气(LNG)发动机点火提前角与燃料当量比对燃料消耗率的综合影响,对点火过程的各阶段进行了分析,对不同当量比的混合气燃烧过程进行了对比,通过改变点火提前角和燃料当量比,得到不同工况下发动机的点火提前特性和燃料调整特性,本次试验数据表明:在各工况下,要获得最低的燃料消耗率,点火提前角与燃料当量比均存在一个最佳值,选择较合适的点火提前角与燃料当量比,使天然气发动机可以兼顾低速动力性与高速经济性。     

不同点火提前角时HCNG发动机的燃烧与排放特性

在一台火花点火天然气发动机上开展了在不同点火提前角下燃用不同体积掺氢比(O%～50%)的天然气掺氢燃料(HCNG)的试验研究,进行热效率、燃烧放热率、循环变动及排放特性的分析.结果表明:与原天然气发动机相比,HCNG发动机的最大扭矩点火提前角(MB了)减小,MBT时指示热效率变化不大;点火提前角增大时,火焰发展期增长,最大压力变动率减小,快速燃烧期和平均指示压力变动率先减小后增大;在相同点火提前角时,以上4个参数均随掺氢比的增加而减小.N0x、CO排放浓度随掺氢比增加而增大,CH4排放則相反.     

灵活缸重整模式下低温重整产物对压燃式发动机燃烧和排放影响的数值模拟研究

采用数值模拟方法研究了第一参比燃料(PRF50)的低温重整过程及其产物对压燃式发动机燃烧和排放特性的影响。研究结果表明,PRF50燃料的低温重整区域随当量比的增加而增大,初始温度和压力的选择范围变化有限,并且PRF50燃料发生低温反应的触发界线开始向较高的初始进气温度方向移动;初始进气温度和当量比对重整过程的影响要大于初始压力的影响;PRF50燃料的低温重整产物均可使PRF50燃料均质充量压燃的燃烧相位提前,且重整产物的加入改善了发动机有害排放中一氧化碳、未燃碳氢和氮氧化物的排放,指示热效率也可提高约3.0%。     

点燃式HCNG发动机一维数值模拟研究

利用AVL BOOST软件建立天然气掺氢(HCNG)发动机的整机工作过程一维模拟模型,通过与试验结果对比,证明了模型的适用性和准确性.并对HCNG发动机进行了一系列的变参数分析研究,主要变化参数包括体积掺氢比、负荷、压缩比及配气相位.模拟计算结果表明:提高掺氢比和负荷可提高缸内燃烧温度,使传热损失和NOx排放增加;提高压缩比有利发动机的动力性和经济性;进气迟闭角和排气提前角相位对发动机的动力性和经济性有较大影响.     

氢内燃机燃烧过程的数值模拟

基于三维CFD仿真软件FIRE,建立单缸进气歧管喷射的氢内燃机三维仿真模型,在验证仿真模型的有效性的基础上,重点研究了点火提前角和当量燃空比对氢内燃机燃烧及排放的影响。分析结果表明,推迟点火提前角,缸内最高压力不断增大。提高当量比会使燃烧放热率升高,燃烧持续期缩短,但过大的当量比易发生异常燃烧。延迟点火并配合稀燃技术可以降低NOx排放。     

富氢燃料贫预混旋流燃烧热声振荡特性的实验研究

贫预混燃烧是实现富氢燃料燃气轮机低NO_x燃烧的有效途径之一,但是贫预混燃烧极易产生热声振荡,热声振荡会干扰燃烧过程,对燃烧室的结构造成破坏。本文通过实验分析了当量比、燃料组分以及空气质量流量对热声振荡特性的影响。结果表明:在动态压力功率谱上有两个明显的峰值,其频率均随当量比的增加而增加,同时当量比也会影响振荡强度;氢含量越高,越容易发生热声振荡,提高氢含量会影响热声振荡的特性,当氢含量达到一定值之后再提高氢含量对热声振荡特性的影响变得不明显;空气质量流量越大,振荡强度增大,稳定燃烧的范围变小。     

热裂解生物质气发动机燃烧特性试验

利用农林废弃物可控热裂解产生的生物质气作为火花点火发动机的燃料,测最火花点火生物质气发动机的示功图,分析了生物质气的燃烧放热特性.试验结果表明:发动机怠速点火性能较好,小功率时放热速度较慢,大功率时燃烧速度较快,燃烧较充分;火焰发展期随点火提前角的增大而变长,燃烧相位角随点火提前角、负荷的增大而提前,速燃期随负荷的增加、点火提前角的增大逐渐缩短;生物质气中的氢含量加快了生物质气发动机的燃烧速度.     

氢发动机排气污染及NOx排放优化控制

研究了在汽油中加入氢气后混合燃料发动机的排放特性,给出了氢汽油混合燃料可以全面改善汽油机的废气排放,然后进行了高压喷射型氢发动机的两个主要运转参数(点火提前角和喷氢提前角)对NOx排放影响的研究。试验表明点火提前角、喷氢提前角对NOx排放量有很大影响。在建立以点火提前角、喷氢提前角、喷氢量为控制变量,以动力性或经济性为性能指标泛函,且排放不超标等为约束条件的氢发动机最优控制模型的基础上,提出了分别以径向基(RBF)网络、模糊神经网络(FNN)求解最优控制模型的新方法,进行了仿真计算和试验数据的对比研究。研究结果给出了两种网络均可以成功取代传统MAP而满足要求。其中以模糊神经网络所用时间较短。     

催化燃烧对均质压燃发动机燃烧特性影响的数值模拟

通过运用DETCHEM软件包,对甲烷在催化剂Rh表面的详细反应机理进行了分析,结果表明数值模拟结果与实验数据相当吻合;通过耦合DETCHEM软件包及CHEMKIN软件包中的SENKIN模块,对活塞顶涂有催化剂铑的均质压燃(HCCI)发动机的燃烧过程进行了数值计算,建立了单区和多区模型．利用单区模型分析了催化燃烧对HCCI发动机着火时刻的影响,同时讨论了催化燃烧对燃烧过程中主要化学组分浓度变化的影响,结果表明催化燃烧会使HCCI发动机着火时刻提前;利用多区模型分析了催化燃烧对HCCI发动机的未燃碳氢化合物(UHC)、氮氧化合物(NOx)排放的影响,结果表明催化燃烧能降低UHC的排放,但会提高NOx的排放．     

甲烷燃烧及氮氧化物排放特性的模拟分析

基于Chemkin化学动力学模拟软件对甲烷与空气燃烧及氮氧化物排放特性过程进行模拟分析,得到反应的主要产物、次要产物,对不同当量比的反应速率进行比较,并探讨在燃料侧加入不同稀释气体二氧化碳、水蒸气对燃烧温度及氮氧化物排放特性的影响.研究相同工况下,改变当量比对燃烧反应温度及氮氧化物排放特性的影响,并对次要生成物含量最多...