小分子含氧燃料对正庚烷燃烧碳烟前驱物的影响

为了探讨含氧燃料/正庚烷燃烧过程中芳香烃(PAH)的形成过程,深入理解含氧燃料对柴油机颗粒形成的影响,采用化学动力学软件构建了含氧燃料/正庚烷/PAH着火燃烧模型。在类似柴油机燃烧的条件下,研究添加小分子含氧燃料二甲醚、甲醇和乙醇对正庚烷燃烧过程中碳烟前驱物芳香烃的影响。研究结果表明:随着燃料中氧含量的增加,不完全燃烧中间产物C2H2、C2H4含量和芳香烃含量逐渐降低;二甲醚和乙醇的含氧量相同,但由于其分子结构中氧原子位置的不同,导致燃料碳的迁移路径不同,最终使得二甲醚降低PAH的能力强于乙醇;虽然甲醇、乙醇有相同的含氧官能团,但得益于甲醇分子没有C-C结构,使得甲醇降低PAH的能力要强于乙醇。     

柴油机燃用混合含氧燃料的燃烧与排放

为协同推广使用不同生物质来源的乙醇和生物柴油,研究了不同混合比下乙醇-柴油-生物柴油混合含氧燃料的经济性、动力性与排放特性,为混合含氧燃料的推广应用提供理论和试验依据。研究结果表明:以柴油为参照,柴油机燃用3种混合燃料时的缸内压力均略有降低,EBD1(80%柴油+20%生物柴油)峰值压力出现位置提前约1°CA,乙醇的加入使EBD2(70%柴油+20%生物柴油+10%乙醇)和EBD3(55%柴油+20%生物柴油+25%乙醇)压力峰值略有滞后;3种混合燃料对应放热率曲线峰值均低于纯柴油。随生物柴油以及乙醇掺混比例的增加,混合燃料的放热率峰值呈现不同程度的下降;随混合燃料含氧量的增加,HC和CO排放均有不同程度的降低,烟度排放下降趋势明显,而NOx排放则略有增加。     

汽油机燃用含氧燃料时碳氢生成过程的研究

在实测示功图以及顶环岸间隙和缸套壁面润滑油膜处未燃碳氢形成和释放过程的数学模型的基础上,计算了不同工况下火花点火发动机燃用含氧混合燃料时顶环岸间隙和润滑油膜处形成的碳氢量．计算结果表明,含氧混合燃料在润滑油中的溶解性低,可有效减少燃油在油膜中的吸附量,进而减少缸内未燃碳氢的生成量．     

含氧燃料添加对引燃式天然气发动机细颗粒排放的影响

为了降低柴油引燃天然气发动机的颗粒排放,在改装的柴油机上试验研究了含氧燃料碳酸二甲酯(DMC)添加对柴油引燃天然气发动机燃烧和颗粒排放的影响。通过对比分析不同的含氧燃料掺混比下的燃烧参数和颗粒排放特性发现:随着引燃燃料中DMC掺混比的增大,引燃燃料中含氧量(氧的质量分数)的不断增加,滞燃期逐渐推迟,初始燃烧放热率峰值增大,初始燃烧期逐渐延长,总燃烧持续期不断缩短;柴油引燃天然气发动机的颗粒排放呈现单峰分布,随着引燃燃料中含氧量的增加,颗粒数量浓度峰值粒径向大颗粒粒径方向移动,颗粒的数量浓度和质量浓度同时减小,当引燃燃料中含氧量达20%时,颗粒质量浓度降幅达70%,颗粒数量浓度降幅达86%。因此,引燃燃料中添加含氧燃料DMC是一种降低柴油引燃天然气发动机颗粒排放的有效方法。     

直喷汽油机起动过程多环芳烃排放的研究

通过采用3种含氧燃料:汽油、添加体积分数为10%乙醇的乙醇汽油燃料(E10)、添加体积分数为15%甲醇的甲醇汽油燃料(M15),对直喷汽油机起动过程的多环芳烃(PAHs)排放采用索式萃取法萃取后,再利用气相色谱-质谱联用仪进行了分析。结果表明,E10燃料在水温为20℃时冷起动和水温为80℃时热起动所排放的PAHs较纯汽油分别降低了39.03%和23.78%,M15燃料在水温为20℃时冷起动和水温为80℃时热起动所排放的PAHs较纯汽油分别降低了30.17%和66.06%。不同水温下由起动过程排放的PAHs毒性分析得出:水温为20℃冷起动时,E10、M15燃料排放的PAHs总苯并(a)芘毒性等效值较纯汽油分别降低了23.25%和21.47%;水温为80℃热起动时,E10、M15燃料排放的PAHs总苯并(a)芘毒性等效值较纯汽油分别降低了33.26%和50.46%,纯汽油、E10、M15这3种燃料在水温为80℃时热起动较20℃时冷起动分别降低了44.25%、50.80%和64.84%。     

柴油机燃烧过程中多环芳香烃的生成机理

以正庚烷和甲苯作为柴油燃料替代混合物,构建了1个包含多环芳香烃（PAHs）的柴油燃料替代混合物燃烧化学动力学机理,PAHs的生成考虑到5个苯环。该机理包括153种组分,697个基元反应。在激波管、正庚烷预混火焰和均质充量压燃着火发动机条件下对该机理进行了验证,结果表明构建的机理在HCCI燃烧方面的预测性能是可靠的,可以进一步简化,进而为CFD多维模型与化学反应动力学模型相耦合计算燃烧和排放提供了可行的途径。     

汽车多工况燃料经济性的模拟计算

本文在建立发动机性能的数学模型的基础上,提出汽车多工况燃料经济性的模拟计算方法。其结果得到了试验的验证。     

醇基燃料燃烧器的性能和场协同分析

针对甲醇燃料扩散燃烧时醇基燃料燃烧器的机理,建立了阿累尼乌斯有限反应速率模型和漩涡破碎燃烧模型,在考虑对流和辐射传热损失的条件下进行了数值仿真和场协同分析.结果表明,当过量空气系数为1.1～1.2时,出口处的NOx和CO的质量分数较低,同时平均温度和最高温度较高,燃烧器性能较好;且在工作压力为0.18 ～0.19MPa...     

不同燃料对压燃发动机燃烧及关键组分的影响

采用计算流体动力学(CFD)模拟技术研究了直喷式柴油机燃用不同燃料(柴油、甲苯、十二烷、十六烷、正庚烷及异庚烷)的燃烧特性以及燃烧过程中关键反应组分的变化历程,分析了不同燃料燃烧反应组分与放热率之间的关系.研究结果表明:缸内压力计算值与参考文献中实验值较吻合,验证了模型的正确性;燃用甲苯缸内压力、放热率以及累积放热量最大;燃用甲苯缸内燃烧反应产生的H,N,OH与O活性基量级最大.此外,燃用6种不同燃料,均是OH活性基生成较多.     

不同煤种燃烧过程中NOx形成规律的数值模拟与分析

燃煤过程对大气造成的污染正日益引起人们的关注,控制NOx的排放是煤燃烧利用研究中亟需解决的课题.采用数值模拟方法,研究不同煤种在不同燃烧温度下NOx的生成规律,并对燃烧过程中的NOx生成的影响因素及抑制方法进行分析和归纳.结果表明:中挥发分煤(mv)燃烧生成的NOx最多,低挥发分煤(lv)燃烧生成的NOx最少;热力型N...     

底吹中间包气泡形成过程的数模研究

采用两阶段模型，使用MATLAB语言编程，对中间包气幕挡墙砖中气泡的形成过程进行了数学模拟，研究了影响气泡大小的因素。结果表明：中间包内所形成气泡的大小主要受气体流量、钢液流速和气孔直径的影响。气泡直径随气体流量的增大而增大，随钢水流速的增大而减小，随气孔直径的增大而增长。孔径增大对气泡直径的影响较明显，孔径较小且只在较小范围内波动时，钢液流速和气体流量是主要影响因素。     

基于流固耦合理论的疏松砂岩地层稳定性评价

疏松砂岩油藏开发过程中,井眼形成、各种高强度开采措施的应用极易导致近井壁区域地层发生应力扰动、产生膨胀/压实变形,造成油井出砂,严重时井壁坍塌破坏,影响油井生产.应用连续介质力学理论,综合考虑流体渗流、储层变形、破坏等因素,建立了流固耦合形式的地层稳定性评价模型,采用有限元数值模拟技术定量分析开发过程中近井壁区域储层变形、有效应力变化及相应渗透性能变化.结果表明:井眼曲率、生产压差对地层稳定有显著影响,生产过程中可根据储集层岩性确定临界生产压差,在保持地层稳定的基础上提高产能.     

用群系指标研究山西植被地带性

运用ArcGIS9.2软件,从山西植被图中采集各植被类型的每个图斑,将各群系归并到植被、森林、灌丛、草本植被或栽培植被后获取群系的个数和面积,计算群系指标,在SPSS18软件中分析群系指标与其经度、纬度、海拔高度的相关性,探讨植被地带性.用群系的密度、覆盖率和优势度这些指标研究植被、森林、灌丛、草本植被、栽培植被均具有一定的地带性.用群系密度研究植被、灌丛、栽培植被的纬度地带性和垂直地带性与物种多样性的一致,但森林、草本植被的地带性却有些不同.用群系覆盖率研究时,自然植被(森林、灌丛、草本植被)与栽培植被的地带性不同.用群系优势度研究地带性时会受群系的密度或覆盖率的影响.     

不同煤种中可提取多环芳烃的分析

煤利用过程中释放多环芳烃类污染物带来重大环境问题,研究不同变质程度煤中PAHs的含量与分布可为煤利用过程中的PAHs的形成与释放控制提供资料。本文在对淮北煤中PAHs的提取分析的基础上,结合本实验室研究数据,着重分析了不同煤种对可提取多环芳烃含量、分布影响。研究认为煤中碳、氢、氧及其它煤质组分与可提取多环芳烃有着密切的关系。     

发动机燃油经济的灵敏度分析

利用GT-POWER软件,建立发动机工作过程模型,对点火提前角、进气门迟闭角及空燃比耦合作用下发动机的工作过程进行优化计算,得出三个参数耦合作用下的的最低油耗率。对各参数进行灵敏度分析,得出三个参数中空燃比对油耗率的影响最大。     

增压锅炉烟气发生器燃烧过程中NOx的数值模拟

对增压锅炉烟气发生器设计结构方案的燃烧流场应用商业程序FLUENT进行了数值模拟.在NO生成模型中,考虑了"热力" NO及"瞬发" NO的生成,模拟了不同过量空气系数和不同负荷工况下的燃烧流场,分析了过量空气系数、压力、温度对燃烧室内NOx生成特性的影响.     

汽化潜热和黏度对含氧燃料喷雾特性影响研究

通过配比柴油/生物柴油/正丁醇混合燃料、柴油/汽油/正庚烷混合燃料,分别和柴油/2,5-二甲基呋喃混合燃料的汽化潜热和黏度一致。基于高压定容装置,利用高速摄影技术对不同含氧燃料的宏观喷雾特性进行研究,分析汽化潜热和黏度的改变对燃料喷雾锥角和贯穿距离的影响。结果表明:含氧燃料的黏度增大,喷雾锥角和贯穿距离均变小;且对喷雾锥角影响显著。汽化潜热增大,会引起喷雾锥角的降低和喷雾贯穿距的增大。相比于其他两种含氧燃料,柴油/2,5-二甲基呋喃混合燃料在相同试验工况下的喷雾特性更好,有利于增强燃料雾化混合质量。     

水平集方法数值模拟单液滴的生成过程

液滴生成的动力学过程和机理，对溶剂萃取、喷墨打印机设计、飞行嚣保护等有重要意义。虽然已有很多相关的实验、理论和计算研究，但对涉及拓扑变形界面的该问题研究仍富有挑战性，常用的有限元等模拟方法还有待改进。1988年提出的水平集（Level set）方法，可以比较简方便地模拟多相变形界面问题。已成功用于多相流、结晶、浇铸、模式识别等过程的计算。作者在对水平集方法进行改进并用于相间传质模拟的基础上，本文数值模拟了单个液滴在毛细管口的生长和脱离过程。假设流体均为不可压缩液体或气体作层流流动。采用二维轴对称欧拉坐标和交错网格，利用控制客积法和SIMPLE算法离散求解藕合水平集函数的运动方程组。水平集函数的发展方程和重新初始化方程的空间与时间离散格式，分别采用5阶WENO（Weighted essentially nonoscillmory）和3阶TVD（Total variation diminishing）Runge-Kutta格式。初步计算了不同参数的单液滴在气体或另一不互溶液体中的生成过程，液滴的拓扑形状、两相流场和液滴大小与实验或文献报道的模拟结果基本吻合。为今后拓展模拟三维空间的不稳定运动液滴或气泡生成过程的流动和传递奠定了基础。     

蠕变地层中含缺陷套管外挤压力分布的数值模拟

将蠕变地层视为粘弹性体,分别采用Maxwell粘弹性模型和线性强化弹塑性模型,建立了含缺陷套管—水泥环—蠕变地层有限元计算模型,旨在应用数值方法模拟在地质和工程因素及其联合作用下含缺陷套管外壁所受蠕动压力的分布规律,并对这类套管抗非均匀载荷的能力进行了有限元分析。采用逐步超松弛(SOR)迭代法进行了计算,为加快收敛速度,计算程序支持最佳松弛因子的自动快速搜索。算例分析表明,非均匀地应力条件下,最大地应力方向上套管外挤蠕动压力最小,而最小地应力方向上套管外挤蠕动压力最大;磨损缺陷改变了均匀载荷下套管外挤蠕动压力的分布规律,磨损处蠕动压力明显增大;与非均匀载荷相比,磨损是影响套管外蠕动压力分布更为敏感的因素。该数值结果可为复杂条件下含缺陷套管强度设计提供理论指导。     

基于热电冷三联产的吸收式制冷系统节能分析

应用热力学第二定律对不同品位的能源利用进行了分析，从系统的角度提出了将制冷系统的当量热力系数和单位冷量的一次能耗，作为热电冷联产溴化锂吸收式制冷系统相对于压缩式制冷系统的节能性评价指标．通过对两种制冷系统在不同运行工况下能耗的实例计算分析，确定了影响热电冷联产吸收式制冷系统节能的因素。