二甲基醚喷雾碰壁实验研究

利用压力定容室配以高速摄影机对柴油代用燃料二甲基醚（DME）进行了喷雾碰壁实验研究,考察了碰壁角度、碰壁距离等因素对二甲基醚喷雾碰壁过程的影响．同时,对柴油的喷雾碰壁也进行了相关的对比实验．基于对实验结果的分析,获得了二甲基醚喷雾碰壁特性的一般规律：随着碰壁入射角的增大,近壁区的空气卷吸作用加强,着壁液滴的数量减少,油膜厚度变薄,喷雾体的壁面扩展度增加;随着碰壁距离增加,喷雾体的壁面扩展度和厚度都有所降低,近壁区的空气卷吸作用减弱;与柴油相比,DME喷雾体的壁面扩展度和厚度较小,说明DME比柴油蒸发速度快,雾化质量较好．     

闭式循环柴油机中CO2的吸收与吸收剂的再生

排气中ＣＯ２的脱除是水下内燃动力装置的技术关键。基于闭式循环柴油机工作过程模拟计算的结果，阐明了进气中ＣＯ２浓度对发动机性能的影响，提出了提高ＣＯ２脱除率的必要性；同时着重论述了适用水下闭式循环柴油机的ＣＯ２气体的吸收方法及吸收剂的再生问题，以期为吸收剂的合理选择提供依据。     

热动力AIP系统人造大气成分的微机控制

研究了热动力ＡＩＰ系统在脱离大气条件下工作时，人造大气成分的在线检测与实时控制问题，提出了一种结构合理、工作可靠、控制质量好的数据采集与计算机过程控制系统．     

基于Client／Server模式的AIP分析系统研究

对ＡＩＰ系统中的关键技术问题，即人造大气的在线检测和实时控制以及人造大气成分对分隔式闭式循环柴油机性能的影响进行了试验和模拟计算研究，在此基础上，面向Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ模式，采用Ｆｏｘｐｒｏ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ平台，开发出交互式的ＡＩＰ分析系统，实现了高性能的数据存储与管理。     

辛烷和空气逆向流扩散火焰的数值模拟

以多孔壁注入燃料流与逆向空气射流所构成的有燃烧的层流边界层流动为研究对象,建立了一组描述在边界层中有气相反应的偏微分方程组.该方程组经相似变换和线性化,然后采用带系数的牛顿迭代法求解.首先对甲烷和空气逆向流扩散火焰结构进行了算例分析与结果验证,然后对目前尚属首例的辛烷和空气逆向流扩散火焰进行了预测分析,其中燃烧反应计算涉及51种化学组分、369步基元反应.     

闭式循环柴油机(CCD)监控系统设计

设计了闭式循环柴油机(CCD)的监控系统．针对CCD系统的运行特点和特殊要求，基于系统分析和仿真研究，确定了CCD监控系统的体系结构和控制策略．在氧气补充控制中采用前馈—反馈控制方式．同时，分析了在CO2吸收控制中采用保持压力恒定和保持水流量恒定两种不同方式时控制系统的构成和工作机理．该系统能实时监视系统工作状况并同时考虑了系统的开、闭式转换和安全保障措施。     

二甲醚HCCI发动机微量排放物的研究

根据优化气相色谱仪工作条件,对二甲醚均质充量压燃(HCCI)发动机排气中的甲醛和甲酸甲酯进行了检测.通过二甲醚简化反应机理与Fluent的耦合联算,以及结合Woschni传热模型和DME详细反应机理的Chemkin反应动力学数值模拟,对二甲醚HCCI发动机的燃烧过程及其微量排放物(甲醛、甲酸和甲酸甲酯)进行了预测分析.结果表明:在一定条件下,甲醛、甲酸和甲酸甲酯存在于排气中,其排放量均随过量空气系数的减小而减小,发动机转速、进气温度和压力对其影响也很大.     

LPG喷雾特性的试验及数值模拟

在定容室内,采用高速摄影技术对液态LPG喷雾的宏观特性进行了研究,并与柴油进行了对比.试验结果发现,在相同喷射条件下,由于LPG较好的蒸发和雾化特性,其喷雾贯穿距离较柴油的短,喷雾锥角较柴油的小.采用KIVA3V2和KHRT破碎模型对LPG和柴油的喷雾特性进行的模拟计算结果表明,在喷雾初期贯穿距离的计算值和试验值符合较好,而在喷雾后期,由于高速摄影不能记录喷雾前端细微油粒的运动,喷雾贯穿距离的计算值和试验值之间存在一定的偏差.通过计算还发现,LPG喷雾的索特平均半径rSMR比柴油的要小;喷雾体外围液滴的rSMR比喷雾体中心的要小.     

柴油机燃用二甲醚排放实验研究

在ZS195直喷式柴油机实验台上进行了二甲醚的燃烧与排放试验，着重研究了甲醛及甲酸甲酯等非常规污染物的排放，并同时进行了常规排放物的研究．实验表明，DME燃烧物中HC的排放与甲醛的排放具有基本相同的规律：随平均有效压力的增加排放浓度下降．甲醛排放浓度与HC的排放浓度密切相关，实验数据表明，除少量数据外，HC的排放浓度与甲醛排放浓度呈线性关系．甲酸甲酯的排放与甲醛及HC无直接关系．同时，在DME的燃烧排放物中发现有微量甲酸甲酯的排放，但尚未发现DME燃烧排放物中有蚁酸存在．     

二甲基醚发动机HCCI燃烧与排放的计算

构建了可应用于均质充量压燃（HCCI）发动机的二甲基醚（DME）详细化学反应动力学M燃烧模型，该模型包含97种物种和457个基元反应．拓展M模型的应用范围，分析了DME发动机HCCI条件下关键基元反应和重要物种随曲轴转角的变化关系，获得了DME氧化反应的主要历程．研究了NOx的生成机理，结果表明NOx排放中NO生成量达到最大值后出现“冻结”现象，NO2与N2O最终排放浓度极少且受缸内温度影响不大．随着缸内温度的增加，NOx排放中NO所占比例逐渐增加．基于化学反应速率及敏感度分析，得到了DME发动机HCCI燃烧的NO排放主要受扩大Zeldovich机理和N2O途径控制．