温度条件对柴油机燃烧过程影响的研究

本文在模拟直喷柴油机的定容燃烧装置上，利用激光阴影像和燃烧火焰像同时成像的高速摄影方法研究了温度条件对柴油机燃烧过程的影响，实验结果表明，高温条件下火焰对柴油喷雾包围严重。     

用剪切干涉高速摄影法测量内燃机缸内温度场的实验研究

建立了一套用于火花点火发动机缸内燃烧研究的剪切干涉及高速摄影实验装置。利用图像处理系统对拍摄到的燃烧干涉图像进行处理 ,可以定量得到燃烧过程气缸内的温度场 ,并可估算出火焰传播速度。从温度场可以看出 ,在燃烧过程中缸内大致可以分为 3个区域 ,即已燃区、未燃区和燃烧区。燃烧区的温度最高 ,温度梯度大 ;已燃区的温度次之 ,梯度较小 ;未燃区的温度最低 ,但梯度较大。在燃烧过程中 ,缸内的火焰面以近似球面向未燃区推进 ,火焰传播速度开始较小 ,随着燃烧过程的进行而迅速增大 ,达到一最大值后 ,逐渐减小 ,直至燃遍整个燃烧室。剪切量是影响缸内燃烧温度测量精度的一个重要因素 :剪切量大 ,则干涉条纹密集 ,测量精度高 ,但图像处理工作量大 ,适用于温度梯度大的温度场的测量 ;剪切量小则相反。     

大连工学院举办柴油机燃烧学习研讨班的通知

大连工学院内燃机研究所将于1987年7月27日至8月9日举办柴油机燃烧学习研讨班。内容为: 1.柴油机燃烧和喷雾过程的测试技术。包括喷雾油束的激光全息摄影、缸内气流的激光多普勒测速、燃烧过程的高速摄影和彩色纹影摄影、火焰瞬态温度测量及燃烧室表面瞬态温度测量、缸内气体瞬时取样与分析等项技术的原理和应用以及仪器设备的使用示范等。2.柴油机燃烧数学模型。包括零维模型、准维模型(双区、多区模型)、二维层流、     

毫米量级微管内单次爆震

采用高速摄影仪拍摄和压力测量的方法,研究了乙炔/空气混合气体在毫米量级微管中的单次爆震燃烧特性.测量得到内径10 mm的不锈钢管内的爆震波压力为2.7 MPa,速度为1 428.6 m/s.通过高速摄像仪观察到有机玻璃管中存在3种不同的火焰形态:振荡火焰、缓燃火焰和爆震火焰,有机玻璃管中的爆震波速度约为1 450 m/s.实验表明,乙炔/空气混合气体在两种不同材料的毫米量级微管中均可实现爆震燃烧.     

ZS195柴油机缸内燃烧温度场测量及分析

柴油机缸内燃烧温度场分布对柴油机的性能有着重要的影响,因此柴油机缸内燃烧温度场的测量对于分析优化柴油机性能有着重要的作用。本文简单介绍了三基色光学测温原理,通过高速图像摄影仪获得ZS195柴油机缸内燃烧火焰图片,对火焰图片进行处理分析,得到了ZS195柴油机缸内燃烧温度场的分布,为柴油机燃烧过程分析提供了有价值的信息。     

ZS195柴油机缸内燃烧温度场测量及分析

柴油机缸内燃烧温度场分布对柴油机的性能有着重要的影响,因此柴油机缸内燃烧温度场的测量对于分析优化柴油机性能有着重要的作用。本文简单介绍了三基色光学测温原理,通过高速图像摄影仪获得ZS195柴油机缸内燃烧火焰图片,对火焰图片进行处理分析,得到了ZS195柴油机缸内燃烧温度场的分布,为柴油机燃烧过程分析提供了有价值的信息。     

空气预热温度对生物柴油火焰特性影响研究

利用高速摄影法及数字图像处理技术得到生物柴油燃烧火焰图像,并通过Matlab软件求取火焰长度和面积,研究了空气预热温度对火焰形态、长度、面积的影响。实验中共设定了9个空气温度：20℃、80℃、140℃、220℃、290℃、350℃、400℃、450℃和500℃。结果表明：空气预热温度较低时,生物柴油火焰结构分散、主要燃烧区（火焰亮度较高区域）面积较小且连续性差;空气预热温度升高后,火焰结构更紧凑、主要燃烧区面积增大、亮度明显增加、连续性变好。各个工况下火焰长度和面积不是一个定值,而是在一定范围内剧烈地震荡,随着空气预热温度的升高,火焰平均长度和平均面积有相近的变化趋势：先明显减小,再逐渐上升。     

汽油机燃烧过程光纤传象高速摄影技术的研究

本文提出了一种新型的观测研究汽油机燃烧过程的有效方法—光纤传象高速摄影技术。作者采用自行研制的光纤传象内窥光学系统,与高速摄影机配合使用,在汽油机射流燃烧室内成功地拍摄到了射流燃烧室中燃烧过程序列照片,该装置安装、使用方便,只需把内窥摄影物镜拧入燃烧室内,无需改变发动机结构,不必拆卸气缸盖和其它零件。由高速影片上可以清楚地观察到电火花跳火后火焰核心形成及火焰发展传播过程,可以测算出着火延迟,火焰传播速度,燃烧持续时间等参数,为判断和改进燃烧过程提供了可靠的依据。     

二甲醚在发动机气缸内喷雾燃烧过程的实验研究

在可视化光学发动机上进行了二甲醚(DME)喷雾燃烧过程的试验，应用高速数字摄像机拍摄了柴油和二甲醚缸内喷雾燃烧过程，并应用计算机高速采集系统同步测量了缸内压力．高速摄影照片表明，二甲醚一离开喷嘴就迅速蒸发，可以明显看到缸内气流运动对油速“核心”的吹散作用，并造成二甲醚的碰壁油量较柴油的少．和柴油相比，二甲醚着火滞燃期短，着火位置更靠近燃烧室壁面，着火面大，燃烧初期火焰发展迅速．二甲醚压升滞燃期比发火滞燃期明显减小，而柴油两者几乎相等．在相同热值燃料条件下，发动机燃用柴油和二甲醚时，缸内最大爆发压力、燃烧放热率和平均指示压力几乎一样．高速摄影很难拍摄到二甲醚燃烧初期和后期的火焰照片．研究结果还表明，较小的涡流比有利于提高二甲醚发动机的性能。     

双成像高速摄影技术及其在柴油机燃烧研究中的应用

本文介绍了用于柴油机燃烧过程研究的同步双成像高速摄影技术。这种摄影技术是将激光焦点光阑阴影光路和直接摄影光路耦合成一个高速摄影系统，在同一幅底片的各１／２幅面上，同时清晰地记录柴油机在同一个燃烧过程中的喷雾、着火和火焰扩展过程，从而把喷雾过程与燃烧过程的研究更紧密地联系在一起，为深入研究柴油机燃油喷雾、混合和燃烧过程提供有效的研究手段     

定容燃烧弹中离子信号的特征分析

在定容燃烧弹中同时进行离子信号和压力的测量,并通过高速摄影仪在燃烧过程中拍摄的纹影照片与相应的离子信号进行对比,分析了点火和燃烧中离子信号的点火、火焰前锋和火焰后区三个阶段．阐述了点火阶段的离子信号主要与电极间空气隙被击穿瞬间火花放电时产生的感应电压有关,火焰前锋的信号主要与电极附近的火核有关,以及火焰后区的信号主要与已燃区内各种成分的离子和电子有关的观点;论述了离子信号三个阶段的主要特点以及产生的主要原因．     

光谱法火焰检测技术研究

利用CCD光纤光谱仪测量和分析火焰的辐射光谱可以得到火焰的温度和黑度。光谱法获得的火焰温度和传统热电偶方法获得火焰温度存在较大的差异,两者存在关联性,但不宜将两者的数值大小直接进行比较。通过测量火焰的温度和黑度,我们可以对燃烧的过程进行相应的分析判断,为诊断火焰的燃烧状态提供判断依据。     

用光学纹影摄影术观察分析定容燃烧室内氢燃料的燃烧过程

论述了采用纹影摄影术和高速摄影法观察分析氢气和空气预混合燃料在定容燃烧室内的火花点火燃烧过程,定性地分析了预混合氢气燃料的火焰形态和变化过程,以及燃烧室内的初始压力和空燃比对火焰传播速度及其燃烧压力的影响,通过采用纹影摄影术方法,初步揭示了预混合氢气燃料在定容燃烧室内燃烧时火焰初期紊流产生的机理,以及由开始的层流状火焰发展到湍流状火焰的过程,研究结果表明,预混合氢气燃料燃烧的火焰传播速度及燃烧压力明显地受燃烧室内的初始压力和空燃比的影响。     

利用可视化炉膛火焰检测对两种不同燃烧方式的实验研究

燃烧火焰是燃烧状态稳定与否的最直接反映。利用可视化火焰检测系统对两台机组进行实炉测量,从火焰图像中提取更多的监视和诊断信息,对实验结果进行了分析。实验结果表明:该系统能够正确、实时跟踪燃烧火焰的温度变化,定量给出火焰温度变化,快速地对燃烧状态进行检测。     

锆粉尘云的火焰传播特性

使用高速摄影、超细热电偶和纹影技术,对方形开口管道中锆粉尘云火焰传播特性进行了实验研究.锆粉尘通过压缩空气喷散到管道中形成粉尘云,随后,锆粉尘云被电火花点燃.实验结果表明,低质量浓度下,火焰传播速度和温度随质量浓度增加而增加.当粉尘云质量浓度为0.627 kg/m3时,火焰传播速度和温度达到最大值,分别为30.41 m/s和1716 K,其后随着质量浓度的继续增加,火焰传播速度和温度开始略微下降.锆粉尘云中粒子与空气形成气-固表面燃烧体系,一些粒子在燃烧结束前发生微爆.预热区厚度在0.39～2.52 cm,随粉尘云质量浓度的增加先减小后增加.     

应用高速纹影法对汽油机燃烧过程的研究

根据光学纹影法的基本原理和高速摄影技术,在可视化发动机台架上搭建了一套反射式纹影光路系统,使其能够较清晰准确地记录燃料初期蓝焰的扩散过程。通过对比,纹影图像比直接摄影图像能更早地观察到火焰的产生,火焰轮廓更大,能够反应火焰的变化形态。试验将此系统应用在汽油机燃烧过程的研究中,并分析了空燃比和负荷时汽油机火焰传播速度及火焰形态的影响。结果表明:在理论空燃比附近,随着混合气变浓,着火始点靠前,火焰传播速度加快,火焰的表面皱折变大;负荷的提高使得燃烧更加充分,着火提前,火焰传播速度提高,火焰皱折增大。     

光场相机的标定误差对三维温度场重建的影响

高温燃烧现象广泛存在于航空航天、能源动力、冶金化工等工程领域的高温设备中．准确测量燃烧过程中的火焰温度分布,不仅有助于解析燃烧产物生成机理与热量传递过程,还可为设备安全运行、燃料充分利用及污染物有效控制提供支撑．针对发光火焰,建立了适用于半透明介质的光场卷积成像模型,以火焰的光场图像作为测量数据,重构了火焰的三维温度分布,并介绍了光场相机强度标定和几何标定过程,进一步研究了不同标定误差对火焰温度测量的影响．     

直喷式增压柴油机燃烧过程可视化研究

介绍采用高速摄影技术研究直喷式增压柴油机的燃烧过程，研究工作在单缺柴油机上进行。研究结果表明，进气增压改善了上柴油机燃烧过程；促进了燃油和空气的混合，增加了燃油束向燃烧室中心的扩展区域，壁面附近燃油堆积量减小；缩短了着火延迟期，增加了扩散燃烧的比例，火焰扩展速度降低；改善了燃烧室内的燃烧条件，抑制了燃烧火焰向活塞顶部外溢。     

点火电极附近离子信号的形成机理

通过在定容燃烧弹中同时进行点火电极附近离子信号和室内压力的测量,以及通过高速摄影仪在燃烧中拍摄的纹影照片与相应的离子信号对比,分析了离子信号由点火、火焰前锋和火焰后区三部分组成。阐述了点火阶段的离子信号主要与火花放电时所产生的感应电势有关;火焰前锋的信号与电极附近的火核有关,其值主要取决于火焰中由化学反应形成的CHO^＋速度和自由电子浓度;火焰后区的信号发生在已燃区,主要与该区内由高温所导致的激态NO^＋数量和电子浓度有关。     

可控活化热氛围下柴油喷雾自燃特性的研究

利用可控活化热氛围燃烧试验系统,结合连续喷射系统对柴油燃料在高温热氛围下的自燃特性进行了研究,并利用高速摄影技术,得出柴油燃料喷雾在不同协流温度下的滞燃期、自燃点位置以及稳定火焰起升高度。结果表明,随协流温度的升高,柴油喷雾滞燃期减小,自燃点位置至喷嘴口距离减小。协流温度低于1022K时,不能形成稳定的起升火焰;协流温度处于1022～1074K范围内,火焰起升高度随温度升高急剧降低,而起升高度的均方差也较大。温度继续增加时,起升高度变化趋缓,火焰稳定。