溶有甲烷柴油稳态喷雾特性的试验研究

对溶有甲烷柴油的稳态喷雾特性进行研究。喷雾特性和形状分别由激光粒度分析仪LDSA1300A和数码照相机记录。试验使用了六个不同长径比L／D的直圆孔喷嘴。溶解压力和喷射压力范围分别是0．1MPa到10MPa和5MPa到10MPa。研究了甲烷溶解度、测量位置、喷射压力和喷嘴参数对喷雾特性的影响。结果表明：在柴油中溶入甲烷,出现了减压沸腾喷射现象;与纯柴油相比,喷雾形状和锥角产生了很大变化;流量系数随着溶解度和L／D值的增加而减小;甲烷溶解度和L／D的共同作用对雾化有正反两方面的影响。     

汽油机燃用汽油/二甲氧基甲烷混合燃料的性能与排放研究

在丰田8A型汽油机上开展了汽油／二甲氧基甲烷（DMM）含氧混合燃料的性能与排放特性研究,得到了不同节气门开度、转速和负荷下的发动机性能和排放参数,为在汽油机上使用含氧燃料提供了试验依据。研究结果表明：在相同平均有效压力下混合燃料的燃油消耗率有所增加,但折算成当量汽油的燃油消耗率下降,热效率提高。CO和HC排放随混舍燃料中含氧量的增加而降低,但NOx排放变化不大。     

缸内直喷(GDI)汽油机燃油喷雾和分层燃烧的数值研究

应用修正的多维流体力学计算程序KIVA-3V对缸内直喷(GDI)汽油机燃油喷雾和混合气分层燃烧过程进行了数值模拟。修正的子模型包括改进的燃油薄膜雾化模型、油滴破碎模型、油滴分布模型、初始缸内气体滚流模型、油滴蒸发模型以及燃烧模型。针对一种典型的三菱缸内直喷汽油机燃烧室结构在部分负荷工况下的燃油喷雾和分层燃烧进行了数值模拟。分析了不同的喷油器位置,缸内逆向滚流强度以及喷油时刻对火花塞附近混合气浓度的影响。计算结果表明,这些参数对燃油分层模式,点火过程以及燃烧特性都有显著影响,不适合的参数将导致火花塞间隙附近燃油空气混合气过稀或过浓从而使燃烧恶化。对缸内直喷汽油机部分负荷工况而言,燃烧室构形、缸内气体流动组织以及喷油时刻的优化设计对实现成功的分层燃烧起着重要作用。     

基于偏振光反射多点法测量薄膜参数

依据偏振光反射原理和多角度测量的多点拟合算法,实现了对薄膜材料折射率和厚度的精确测量。将高准直半导体激光入射到薄膜样品与空气分界面上,逐步旋转样品或改变样品表面的入射角,得到待测样品的反射率随入射角变化曲线。在曲线上取不同入射角处所对应的反射率,根据计算公式求解出多组薄膜厚度和折射率。利用已测量的多组反射率与求解出的薄膜参数相应反射率拟合后可确定出薄膜参数最优解。在求出的薄膜参数附近拓展一定范围再次拟合,可求出更精确的薄膜参数。基于此方法测量了SiO2薄膜的折射率和厚度,测量折射率误差不超过0.3%,厚度误差不超过0.07%。     

火花点火发动机燃用天然气掺氢混合燃料循环变动研究

在火花点火天然气发动机上开展了不同掺氢比天然气掺氢混合燃料(氢气在混合燃料中的体积分数为0%、12%、23%、30%和40%)循环变动的试验研究,试验工况点对应于发动机中低负荷.分析了掺混氢气对天然气发动机循环变动的影响.研究结果表明:在稀燃条件下,随着掺氧比的增加,缸内最高压力、最大压力升高率以及平均指示压力均增加.随着掺氢比增加,缸内最高压力与其对应的曲轴转角之间和最大压力升高率与其对应的曲轴转角之间的相关性更强.在化学计量比或浓燃时,掺混氢气可以维持平均指示压力的循环变动系数在较低的水平.在稀燃时,平均指示压力的循环变动系数随掺氢比增加而降低.平均指示压力的循环变动系数达到10%所对应的过量空气系数随掺氢比增加而增加,表明天然气掺混氢气扩展了天然气发动机的稳定稀燃极限.     

EGR中二氧化碳对氢气层流燃烧特性的影响

为了更深入地理解废气中二氧化碳对掺氢燃料燃烧特性的影响,在定容燃烧弹中利用高速摄像系统研究了不同燃空当量比φ(0.6～1.4)和稀释比(0%～40%)下CO2稀释氢气-空气混合气的层流燃烧特性.结果表明:氢气-空气混合气的火焰传播速率随着燃空当量比的增大而增大;马克斯坦长度随着当量比的增大而增大,即火焰的稳定性增强;随稀释比的增大,无拉伸火焰传播速率S1明显减小;同时得到层流火焰燃烧速率,并分析了稀释比对火焰稳定性的影响.通过对试验结果数据拟合,获得了计算氢气-CO2-空气混合气的无拉伸层流燃烧速率的拟合多项式.     

苯甲醛脱氢反应从头算及速率系数不确定度分析

在计算水平下(CCSD(T)/cc-p VTZ/M06-2X/6-311+g(d,p)),采用RRKM/ME方法,考虑了范德瓦尔斯势阱反应通道,开展了苯甲醛与■自由基的脱氢反应速率系数理论计算,计算获得的苯甲醛■脱氢反应总速率与Stanford实验测量结果吻合较好;并通过随机取样法评估了计算速率系数不确定度．对比乙醛同类型反应,■原子和■自由基脱氢反应速率系数在误差范围内保持一致,但■自由基脱氢规律完全相反,理论上证实了过去类比乙醛描述苯甲醛■脱氢反应速率系数的不合理性．     

大涡模拟燃烧模型对氨气旋流火焰适应性研究

推广无碳燃料是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措,氨气具有基础设施完善、安全性高等优势．数值模拟在燃机设计、开发中承担重要作用,燃烧模型对计算对象的适应性非常重要,影响计算精度和效率．本文针对氨气旋流火焰,基于Open FOAM开展了氨气旋流火焰标准化实验及模拟工作,对比了FGM燃烧模型和DTF燃烧模型在氨气旋流火焰燃烧室流场、火焰结构及污染物预测等方面的性能．通过综合分析,给出了模型选用建议,为氨发动机燃烧室和氨燃烧器仿真计算提供参考．     

天然气/氢气燃烧特性研究

在定容燃烧弹中研究了不同氢气掺混比例、燃空当量比和初始压力下的大然气／氢气混合气的燃烧特性,建立了适合用于容弹计算的准维双区模型。研究结果表明：在各种当量比和初始压力下,随着掺氢比例的增加,混合气的质量燃烧速率明显增加,燃烧持续期和火焰发展期娃著缩短。随着掺氢比例的增加,短的燃烧持续期所对应的当量比范围变宽,稀混合气和浓混合气条件下天然气掺氢对火焰发展期缩短的效果更明显。化学计量比附近（1．0—1．1）掺氢燃烧对燃烧最大压力值影响不大,浓混合气（燃空当量比大于1．1）和稀混合气燃烧时,随着掺氢比例的增加,最大燃烧压力值增加。     

基于LIBS的定容燃烧弹内乙醇直喷局部当量比测定

基于激光诱导击穿光谱,在定容燃烧弹内研究了乙醇直喷在不同喷射压力、喷射脉宽和预混喷射比下容弹中心位置局部当量比随时间的变化关系.实验结果表明,在全局当量比相同的情况下,容弹中心位置局部当量比在不同喷射压力下均随时间呈先增后减的趋势,在喷射压力越大的情况下,局部当量比增幅越大,且更快地达到最大峰值;不同喷射时间对局部当量...