利用定容燃烧弹研究天然气掺氢混合燃料直喷燃烧循环变动

利用定容燃烧弹开展了天然气掺混0%～40%氢气混合燃料直喷燃烧循环变动研究,高压气体燃料(8.0 MPa)喷入定容燃烧弹模拟直喷发动机燃烧条件.在整体当量比为0.6和0.8下,试验采集了火焰发展图片和燃烧过程容弹内压力,从火焰发展图片和燃烧特征参数两个方面分析了掺氢和混合气分层分布对天然气直喷燃烧循环变动的影响.结果表明:燃烧循环变动起始于火焰发展初期阶段.随着掺氢比增加,火焰形态更规则且更集中于点火电极.同时,由于直喷燃烧方式混合气分层分布,能够实现低循环变动的稳定稀燃.循环变动随着掺氢比的增加而减小,这种趋势在稀燃工况((b=0.6)下更加明显.在直喷燃烧方式下,由于混合气分层分布减弱了火焰发展初期阶段对后续燃烧过程的影响,因此燃烧特征参数间呈现相互独立的关系.     

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的燃烧特性研究

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油／甲醇混合燃料，并开展了柴油机燃用此混合燃料的燃烧特性研究。研究结果表明：随着混合燃料中甲醇含量的增加，预混燃烧阶段的放热率增加，扩散燃烧时间缩短。滞燃期随甲醇含量的增加而增加，此现象在低负荷和高转速下更为明显。甲醇含量对快燃期长短影响较小，总燃烧期随甲醇含量的增加而缩短。低转速下放热率曲线中心随甲醇含量的增加而移近上止点，最大压力升高率和最高放热率随甲醇含量的增加而增加。高转速高负荷下放热率曲线中心随甲醇含量的增加而移近上止点，高转速低负荷下放热率曲线中心随甲醇含量的增加偏离上止点；高转速下最大压力升高率和最高放热率随甲醇含量的增加而增加，而进一步增加甲醇含量反而使最大压力升高率和最高放热率降低。当混合燃料中含氧量小于6％时，缸内最高压力随甲醇含量的增加而增加；进一步增加含氧量时缸内最高压力保持不变或略有降低。缸内最高平均气体温度基本上不随甲醇含量而变化。     

CH4/H2-空气预混气流动点火特性

搭建了隧道燃烧室流动点火平台,使用纳秒脉冲高频放电探索CH_4/H_2-空气预混气的流动点火特性.通过实验获得了不同掺氢比(a为0、5%、10%)和不同放电频率(f为10 k Hz、15 k Hz、20 kHz)对点火成功率P_(ig)的影响.结果表明随着掺氢比和放电频率的增加,点火能量相同时,P_(ig)也迅速提高.在相同放电时间内存在最佳的放电功率,功率太高或太低都不利于点火.此外,通过数值计算模拟了初始火核的发展,进一步阐明了掺氢有利于提高P_(ig).     

高温高压下二甲醚—空气预混层流燃烧特性研究

在定容燃烧弹内研究了初始压力为0.5 MPa时,不同初始温度和燃空当量比下二甲醚-空气混合气预混层流火焰的层流燃烧速率和马克斯坦长度,分析了火焰拉伸对火焰传播速率的影响.基于容弹燃烧的双区模型计算了预混层流燃烧的燃烧特性参数.结果表明:随着初始温度的增加,二甲醚-空气预混合气的无拉伸火焰传播速率和无拉伸层流燃烧率增加;对于给定的初始温度,在化学当量比偏浓混合气一侧存在一个层流燃烧速度的峰值;随初始温度和当最比增加,马克斯坦长度值减小,火焰前锋面的不稳定性增加;最大燃烧压力随初始温度的增加而下降,压力升高率随初始温度的增加而降低.     

缸内直喷周向分层燃烧系统燃用醇类燃料的试验研究

介绍了在一台采用火花助燃、缸内直喷、周向分层充量的柴油机上燃用甲醇和乙醇的试验研究结果;分析了油束的分布、油束在燃烧室中与火花塞的相对位置、火花塞间隙和喷油定时等主要参数对发动机性能的影响。当以上参数经营优化后,发动机能在广阔的转速和负荷范围内稳定运转。同时测量与分析了发动机燃用醇类燃料时的性能,并与原柴油机的性能作了比较。     

共焦显微镜的纵向分辨率极限及其判据

利用三维脉冲响应函数和三维光学传递函数理论 ,分别从空域和频域两方面分析了共焦显微镜焦深的分布及其对共焦显微镜纵向分辨率的影响,给出了纵向分辨率的极限及其判据,理论结果与实验结果基本一致。     

天然气-氢气-空气混合气的层流燃烧速度测定

在定容燃烧弹内研究了常温常压下天然气-氢气-空气混合气的火焰传播规律,得到了不同掺氢比例（氢气在天然气中的体积掺混比例为0％～100％）和燃空当量比（0．6～1．4）下混合气的层流燃烧速率和马克斯坦长度,通过对马克斯坦长度的测量,分析了拉伸对火焰传播的影响。结果表明,随着天然气中掺氢比例的增加,混合气的燃烧速率呈指数规律增加,马克斯坦长度值减小,火焰的稳定性下降。各掺氢比例下,随当量比的增加,马克斯坦长度值增加,火焰的稳定性增强。通过对试验结果的数据拟合,得到了计算天然气-氢气-空气混合气层流燃烧速率的关系式。     

柴油/二甲氧基甲烷混合燃料喷雾特性的研究

开展了柴油/二甲氧基甲烷(DMM)混合燃料喷雾特性的研究。研究结果表明,在相同环境压力和喷嘴直径下,随着燃料中二甲氧基甲烷掺混比例的增加,喷雾锥角增大,贯穿距离减小;环境压力的增加使得燃油喷雾锥角增大,贯穿距离度减小。对于不同燃油,喷雾锥角与环境压力均呈现θ∝p0a.15的关系;随着喷孔直径增加,喷雾锥角增大,贯穿距离增长;在非破碎段区间内各种燃料的贯穿距离与时间均成正比关系;在破碎段区间内贯穿距离与时间呈现s∝tn关系,对于柴油n=0.6,而且随着DMM含量的增加n值逐渐减小,直至纯DMM时n=0.5。     

位相板的制作及其在相衬法实验中的应用

为了制作用于相衬法实验的π/2相板,采用全息干版,通过控制其曝光时间及冲洗过程,使乳胶膜的厚度或折射率发生改变,从而调节位相的变化;采用双点光源干涉位相测量方法,检测并筛选出符合要求的相板,得到相板位相的2维分布图;将筛选出的有一定吸收的π/2相板作为相衬法实验的位相滤波器并置于透镜频谱面上,在像平面上所成的位相物体的像达到了预期的效果。结果表明,用全息干版制作相板的实验方案及工艺是可行的,且相板的位相与吸收率可以任意设计。这为设计、制作和检测相板提供了一种简单、廉价和快捷的实验方法及工艺流程。