生物柴油喷雾特性试验研究

利用高速摄像装置和台架试验对生物柴油的喷雾特性进行了研究,分析了与生物柴油喷雾特性相关的参数,如喷油器针阀开启时刻、最高喷油压力、喷雾贯穿距离和喷雾锥角等.在与石化柴油对比研究后发现:在相同的试验条件下,生物柴油的喷雾贯穿距离和后期喷雾锥角均大于石化柴油,生物柴油的物性指标造成了喷雾特性上的差异.     

加氢催化生物柴油-柴油的喷雾燃烧特性

基于装配有单孔喷油器的高温高压定容燃烧弹系统,研究了一种混合燃油(柴油质量分数为80％,加氢催化生物柴油质量分数为20％)的喷雾燃烧特性.此外,针对纯柴油也进行了相同的试验以作为对比.试验采用高速纹影图像技术和OH*化学荧光法两种光学技术同步测量了着火延迟期(ID)和火焰浮起长度(LOL)等参数,通过纹影图像得到了喷雾...     

改装直喷式柴油机中生物柴油喷雾燃烧过程试验研究

利用可视化装置,分析比较了直喷式柴油机燃用生物柴油与常规柴油的喷雾燃烧过程.研究结果表明:生物柴油的喷油时刻较早,着火时刻提前,着火滞燃期缩短,在早期预混燃烧阶段的燃烧速度大于柴油,而在扩散燃烧阶段的燃烧速度比柴油低.通过分析燃料性质、转速和喷油压力这3种因素对生物柴油燃料喷雾燃烧过程的影响,从而得出影响规律为:混合燃料喷油始点、着火时刻均有所提前,滞燃期变短,B5混合燃料的最高燃烧压力最高且出现稍早;生物柴油在高转速工况时的燃烧速度大,且最高燃烧压力也略高;随着喷油压力的提高,滞燃期缩短,燃烧持续期相应缩短,最高燃烧压力升高.     

生物柴油和石化柴油喷雾特性的对比研究

采用相位多普勒粒子分析仪,从索特平均直径、喷雾锥角和喷雾贯穿距等方面对生物柴油和0#柴油的喷雾特性进行了对比研究.基于高速摄像技术,拍摄了几个典型时刻生物柴油和0#柴油的喷雾图片.结果表明:在相同的喷射条件下,生物柴油的索特平均直径和喷雾贯穿距大于0#柴油,而喷雾锥角小于0#柴油.     

生物柴油自由喷雾的试验研究

采用相位多普勒分析仪对生物柴油自由喷雾雾化过程进行了试验,分析了生物柴油喷射的轴向和径向索特平均直径和喷雾粒子的速度变化过程.结果表明:生物柴油喷雾的轴向索特平均直径随着启喷压力的升高而下降,径向索特平均直径沿着径向而递减,喷雾粒子的速度随着距喷孔距离的增加而减小.     

生物柴油喷雾特性的试验研究

基于高速摄影,采用油泵试验台拍摄了常压下生物柴油和柴油的喷雾图像,并研究了油泵转速、喷孔直径和启喷压力对生物柴油喷雾贯穿距和喷雾锥角等喷雾特性的影响,对燃料特性差异与喷雾特性的影响也进行了分析讨论。结果表明：生物柴油的喷雾特性在规律上与柴油基本一致,但生物柴油的喷雾贯穿距离比柴油大,而喷雾锥角约为柴油的一半。     

生物柴油自由喷雾特性的数值模拟和试验研究

运用三维CFD软件,建立了生物柴油和柴油自由喷雾的计算模型,计算了两种燃料自由喷雾的贯穿距离和液滴的索特平均直径,模拟了喷雾的发展历程;利用高速摄影装置,拍摄了两种燃料自由喷雾历程的照片.对两种燃料的喷雾特性进行了比较分析,对喷雾特性差异的成因进行了探讨.研究结果表明:模拟计算与高速摄影试验结果基本一致;生物柴油喷雾的贯穿距离和索特平均直径均较柴油的大,喷雾锥角较柴油的小;燃料的密度、粘度和挥发性的差别是导致喷雾特性差异的主要因素.     

非食用源生物柴油喷雾特性的试验研究

采用高速摄影在基于高背压、大可视化场的定容弹(CVB)中研究了不同掺混比生物柴油的喷雾特性,并与柴油进行了对比。试验发现,随掺混燃料中生物柴油比例的增加,喷雾贯穿距增大,喷雾锥角减小,喷雾前端面速度增大。在0.05~0.475S时段的喷雾锥角对喷雾变化起重要作用,其中0.475S一般对应最终稳定的喷雾锥角。不同掺混比的生物柴油,在喷射后0.8 ms时,喷雾贯穿距开始出现较为明显的区分。     

柴油引燃天然气着火过程分析

采和最新化学反应动力学机量，对具有少量柴油引燃的天然气、空气混合物着火过程进行了理论分析。其中：甲烷氧化机理包含79个基元反应，涉及32种组分；柴油反应机理包含327个基地反应，涉及71种组分。对IPIC－CFDⅡ软件进行修改，使之适合双燃料系统的燃烧计算，程序采用了美国SANDIA国家实验室，NASA和BERKELEY大学热力学数据库中的相关参数以及大型化学反应动力学软件包CHEMKINⅢ中相关的模型和子程序。运用开发的源码，计算了柴油、天然气和空气混合物在不同点火温度、不同当量比和不同压力下的着火延迟时间，同时预测了火焰中反应物、主产物、自由基浓度以及温度变化的时间进程。     

生物柴油喷雾特性的数值模拟

根据可视化试验的结果,利用计算流体力学的方法对生物柴油和柴油的喷雾进行模拟,建立了三维仿真模型,并验证了模型的正确性.利用该模型研究了生物柴油和柴油的喷雾特性,计算了不同喷孔直径对喷雾贯穿距离、索特平均直径等的影响.研究结果表明:生物柴油的雾化特性与柴油不同,柴油的雾化特性更好;减小喷孔直径缩短了生物柴油的喷雾贯穿距离,而且有助于液滴的破碎和雾化.     

压燃发动机燃用不同原料生物柴油的燃烧与排放特性

利用KIVA3数值模拟研究柴油以及三种生物柴油(大豆油甲酯、棕榈油甲酯、麻疯油甲酯)对压燃发动机燃烧和排放性能的影响。数值计算结果表明:生物柴油在燃烧初始阶段与柴油燃烧特性基本一致,燃烧中后期,生物柴油的平均缸温低于柴油,其中麻疯油甲酯最为明显;生物柴油碳烟和CO生成量明显低于柴油。生物柴油虽然缸内氧含量比柴油高,但由于受缸温的影响,NOx排放比柴油低,而麻疯油甲酯在三种生物柴油中NOx排放最低。     

气动旋流喷嘴点火特性试验研究

进行了点火试验研究,探讨了助燃风量、雾化气压力、喷油量、燃油粘度及炉膛温度等因素对气动旋流喷嘴点火特性的影响。     

乙醇/生物柴油/柴油混合燃料试验研究

对不同掺混比下乙醇/生物柴油/柴油(EBD)混合燃料的理化特性及互溶稳定性进行了试验研究。为了确定不同EBD混合燃料雾化性能的差异,基于电控喷射系统,利用马尔文法、高速摄像法研究了不同掺混比、喷射压力及喷油脉宽对燃油宏观和微观喷雾特性的影响。试验结果表明:在生物柴油/柴油混合燃料中添加乙醇,可显著改善混合燃料的雾化品质;在乙醇/柴油混合燃料中掺入生物柴油,又可显著改善混合燃料的互溶稳定性,能够满足车辆行驶需求。E10B25混合燃料的喷雾特性最佳。     

准均质充气压缩点燃系统燃烧特性研究

准均质充气压缩点燃（QHCCI）燃烧系统是在柴油机上实现稀薄预混合气燃烧的有效方法，建立了一个燃烧过程准维数学模型，结合试验结果，对QHCCI系统的燃烧特性进行了研究。内容包括引燃柴油喷射定时对系统燃烧性能的影响，引燃柴油喷射量对系统的影响，以及发动机工作粗暴的特性。模拟结果与试验结果一致，并发现QHCCI燃烧系统的放热律曲线一般呈双峰，引起爆震的原因主要是引燃柴油喷射量大或喷射早造成上止点附近的大量剧烈燃烧造成的。     

优化发动机生物柴油燃烧系统参数的试验研究

对ZS195柴油机燃烧生物柴油时,其燃烧系统参数对柴油机经济性能的影响进行了研究,通过试验确定了这些参数的最佳值。在这些参数最佳值范围内,ZS195柴油机最大额定转速功率可达到原机水平,燃烧效率可达到32%以上。     

基于RANS和LES的汽油、柴油及其掺混燃料压燃燃烧特性数值模拟研究

研究中首先采用RANS和LES两种湍流模型对汽油、柴油及汽柴油掺混燃料的喷雾进行了气液相贯穿距的标定。基于标定好的喷雾模型,采用RANS与LES对3种燃料在发动机中的燃烧过程开展了数值模拟研究。通过对比RANS与LES对部分预混燃烧数值模拟的差异,揭示了两种湍流模型对缸内流动、燃料输运及燃烧过程的影响机理。结果表明,RANS与LES都能够对柴油及掺混燃料的燃烧过程实现较好的预测,其中LES对汽油部分预混燃烧中滞燃期及放热规律的预测与试验更为接近。同时,LES对3种燃料NOx排放的计算结果都与试验更加接近,这与燃料在缸内放热的位置密切相关。     

预混合压燃式天然气发动机燃烧性能的初步试验研究

对影响单一燃料天然气发动机压缩着火运转范围和排放特性的相关因素进行了试验研究．设计开发的新型燃烧系统采用球形涡流室式燃烧室配以电控天然气复合供气系统,通过台架试验,研究了不同的天然气供气方式、涡流室结构参数、进气空气加热温度及陶瓷电热塞温度对着火燃烧及排放的影响．试验结果表明,天然气低压进气道供气方式有利于天然气的压缩着火;在一定范围内适当增加涡流室与主室通道尺寸,有利于缓解预混合压燃的敲缸现象;辅助加热温度受到敲缸与部分燃烧现象的制约,应当精确控制．     

基于缸内直喷的甲醇汽油混合燃料HCCI燃烧排放特性研究

在缸内直喷发动机上研究甲醇汽油混合燃料的HCCI燃烧排放特性,分析了其非常规排放的性能。试验中选用汽油、M10(甲醇体积分数10%)、M20(甲醇体积分数20%)3种燃料,并通过FTIR方法测量甲醇及甲醛等非常规排放。研究结果表明:在汽油中添加甲醇可以有效拓展HCCI燃烧的高负荷范围,M20燃料的高负荷范围比汽油提高近9%,指示燃油消耗率比汽油高5%～10%,但指示能量消耗率比汽油低2%～6%。CO、THC、NOx等常规排放随甲醇添加比例的增加而降低,而甲醇和甲醛等非常规排放随甲醇添加比例的增加而增加,并随负荷增高呈先增加后减少的趋势。     

柴油在甲醇/空气高温热氛围中的着火和燃烧特性

在定容燃烧弹上进行了柴油分别在空气和在甲醇/空气预混均质混合气中着火燃烧的实验研究.结果表明,与空气热氛围相比,甲醇混合气热氛围延长了柴油的滞燃期和加长了火焰浮起高度.采用正庚烷-甲醇的详细化学反应机理,利用数值模拟的方法计算了零维模型中正庚烷及正庚烷加甲醇的燃烧反应过程和中间产物历程.其结果表明,甲醇的加入使得正庚烷的高低温放热反应开始时刻后移,滞燃期延长,低温放热反应峰值明显下降,且无明显的负温度系数区,高温反应放热峰值高于其在空气氛围中,归其原因在于甲醇大量消耗着火的OH自由基,并将其转化为低温氧化中不活跃的H2O2,使得系统着火前反应活性减弱.实验和计算结果均表现出甲醇具有抑制柴油及其参比燃料着火的作用.