缸内高压直喷天然气发动机的怠速排放特性

以一台缸内高压直喷天然气发动机为对象,在不同柴油轨压力及天然气喷射提前角条件下对CO、HC及NOx的排放量进行试验研究.结果表明:当发动机处于怠速运转,天然气在上止点附近喷入气缸时,3种轨压力下CO排放量的差异较小;当天然气喷射提前角推迟到上止点后一定角度时,CO的排放量随着柴油的轨压力升高而降低,当天然气喷射提前角提前到上止点前一定角度时,CO排放量则呈现出相反的变化趋势;随着天然气喷射提前角增大,3种轨压力下CO的排放量均降低;HC排放量随着柴油轨压力的升高而增加,随着天然气喷射提前角的增大而降低,且当柴油轨压力从18 MPa升到24 MPa时,HC的排放量增幅较大;NOx的排放量随着柴油轨压力的提高而升高,随着天然气喷射提前角的增大而升高,且当柴油轨压力从12 MPa升到18 MPa时,NOx的排放量增幅显著.     

高压直喷天然气发动机外特性燃烧及NO_x排放

以六缸增压中冷发动机为研究对象,采集不同工况下示功图并对NOx排放进行了测试,分析了外特性燃烧特性及排放随转速的变化规律.试验结果表明:在外特性整个转速范围内,瞬时放热率呈先急后缓的趋势,转速越高,瞬时放热率峰值越低;由于低速时滞燃期较长,因此天然气预混燃烧比例较大,各燃烧阶段分界较明显,转速升高到1 100r/min时,滞燃期明显缩短,天然气预混燃烧比例减小,扩散燃烧成为天然气主导的燃烧模式;转速小于900r/min时,NOx排放随转速升高而增加;转速在900~1 600r/min之间时,随转速升高而降低;转速高于1 600r/min时,NOx排放没有明显变化.     

预混均质充量压缩燃烧发动机燃烧与排放特性

为改善柴油机的燃烧和排放特性,在一台2105柴油机上开展了二甲醚(DME)预混比和废气再循环(EGR)对二甲醚-柴油双燃料预混均质充量压缩燃烧(PCCI)发动机的燃烧与排放特性影响的试验研究,通过在进气道预混DME和缸内直喷柴油实现了PCCI燃烧模式。试验结果表明:随着DME预混比的增加,放热过程由两阶段放热发展到三阶段放热,燃烧始点前移,最高爆发压力逐渐增大且对应的相位不断提前;冷EGR导致的PCCI发动机最高爆发压力下降的程度、瞬时放热率峰值及压力升高率峰值对应的相位滞后程度均随着DME预混比的增加逐渐减弱;随着DME预混比的增大和EGR率的减小,当量有效燃油消耗率逐渐降低,有效热效率逐渐升高;DME预混比和EGR率增大可有效降低NOx排放,但是HC和CO排放有所增加。文中工况下最优DME预混比为30%。     

二甲醚预混比对预混压燃发动机性能影响的试验研究

在一台由2105柴油机改装成的预混压燃(PCCI)发动机上研究了二甲醚(DME)预混比对燃烧、排放特性以及燃油经济性的影响.结果表明,随着DME预混比的增大,PCCI发动机燃烧始点前移,缸内最高燃烧温度和最大爆发压力均逐渐增大,压力升高率曲线由2个波峰发展成3个波峰,最大压力升高率随着DME预混比的增加先增大后减小再增大,放热过程由2个阶段发展到3个阶段,放热率曲线整体前移,累积放热率逐渐增大且迅速升高的位置前移,整个燃烧持续期逐渐缩短,NOx和碳烟排放量降低,当量燃油消耗率逐渐下降,有效热效率逐渐升高.     

多孔陶瓷板预混燃烧NOx的排放特性

利用试验手段测量了多孔陶瓷板城市燃气预混燃烧氮氧化物（NOx)的排放量，并对试验中的热工参数（如燃气热值，陶瓷板表面温度，燃气压力，温度及流量）进行了测量，通过试验得知该燃烧过程的氮氧化物的排放量很低，进而从氮氧化物的生成机理上详细分析了氮氧化物排放量低的原因。     

电控液化石油气发动机排放试验

对电控液化石油气LPG发动机进行了试验,测量了发动机在几个代表性转速下,CO,HC及NO3的排放指标,并对其排放特性进行了分析,对化油器发动机改装成电控LPG后的发动机动力特性进行了试验,并与原发动机的动力性进行了比较,试验表明：电控LPG发动机在基本保持原发动机动力性的基础上,可以使有害物排放大幅度下降,达到新的环保法规的要求。     

天然气掺氢发动机性能试验

以台架实验的方法,对发动机燃用天然气(CNG)和天然气掺氢(HCNG)燃料的动力性和排放性能进行了对比研究.结果表明,发动机燃用天然气掺氢燃料能够加快缸内燃烧过程,改善CNG发动机稀燃性能,降低发动机排温.与纯天然气发动机相比,其排放物CO、CO2、HC得到降低,同时NOx排放量增加,但随着过量空气系数的增大,发动机NOx排放大幅减少,得到较优的排放性能.     

天然气掺氢火花点火发动机性能与排放研究

在一台燃用CNG／H2混合燃料的火花点火发动机上，开发了一个电子控制单元（ECU）来控制发动机点火提前角和混合气浓度，并研究了不同掺氢比（氢气的体积分数分别为0%、10％、20％和26％）对发动机性能和排放的影响．研究结果表明：天然气掺氢后发动机功率和有效热效率有所降低；在相同过量空气系数下，随着掺氢比的增加，发动机的最佳点火提前角推迟，HC、CO2排放得到降低，NOx排放有所增加．掺氢后可以提高发动机的稀燃极限，在稀燃下可以得到较低的HC、CO、CO2和NOx排放。     

灯泡生产中天然气预混火焰的试验研究

重点研究了灯泡生产过程中将天然气／纯氧预混火焰改为天然气／富氧空气预混火焰后的火焰特征及其稳定性问题。试验结果表明，用掺混５０％左右纯氧的富氧空气取代纯氧与天然气预混燃烧的方案是可行的。     

天然气缸内直喷发动机在不同喷射和点火时刻下的排放与燃烧特性

在一台缸内直喷火花点火天然气发动机上对不同喷射时刻和点火时刻下的微粒排放进行了试验研究,并对相关的燃烧和排放特性进行了分析.研究结果表明:随着喷油时刻和点火时刻的提前,发动机微粒排放增多;峰值粒径出现在29 nm附近,数量浓度达到1×107cm-3,而微粒的粒径分布没有发生太大变化;火焰发展期随着喷油时刻的提前而缩短,快速燃烧期在190°时达到最小值;随着点火时刻的提前,火焰发展期变长,快速燃烧期先减小后增大;NOx和HC排放均随喷油时刻和点火时刻的提前而增大.     

发动机变组分煤层气的起动特性与怠速稳定性

由于石油资源的逐渐枯竭和排放法规的日益严格,使燃用代用燃料发动机在全世界得到广泛地发展。文章介绍了由S195柴油机改制成火花点火式变组分煤层气发动机的主要设计过程,分析了此类型发动机在改制过程中应注意的几个问题。通过发动机台架试验,对起动特性与怠速稳定特性进行分析,结果令人满意。     

化学发光微流动注射芯片检测雨水中的过氧化氢

基于在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料上利用激光雕刻微流动注射通道和控制时间进样的模式,并将分离系统(离子交换树脂)引入到微流动注射系统中,结合luminol Co2 H2O2化学发光体系,建立了化学发光微流动注射芯片在线测定过氧化氢的方法.结果表明,采用该方法测定H2O2的线性范围为1×10-4～2×10-7mol/L,检出限为9 5×10-8mol/L,相对标准偏差RSD=2 9%(c=1×10-5mol/L,n=11).与常规的流动注射化学发光分析法相比,该芯片具有简单、操作方便、灵敏度高、分析速度快、尤其是耗样量少等特点,已应用于雨水中过氧化氢的测定.     

H_2O_2诱导小麦叶片光合功能衰退的研究

采用不同浓度的H2O2处理小麦,研究H2O2对小麦叶片光合功能的影响.结果表明:1 mmol.L-1H2O2对小麦叶片光合作用基本无影响,10、100、200 mmol.L-1H2O2对小麦离体和连体叶片的光合作用均有不同程度的抑制作用,表现为光合速率、叶绿素含量下降.叶绿体超微结构显示10 mmol.L-1H2O2对其有影响,200 mmol.L-1H2O2处理后基粒明显破坏,类囊体膜无序.核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶加氧酶(Rubisco)大小亚基和羧化活性在20 mmol.L-1H2O2逆境下变化小,100 mmol.L-1H2O2处理,Rubisco大小亚基降解明显,羧化活性微弱.说明H2O2诱导小麦叶片光合功能衰退.     

H2O2氧化降解壳聚糖的动力学

为制备分子量分布较窄的可溶性低分子量壳聚糖，研究了简单均相体系下双氧水降解壳聚糖的过程与机理，考察了温度、双氧水浓度和时间对降解反应的影响，实验结果显示均相条件下壳聚糖的氧化降解符合无规降解动力学规律．同一降解体系中，同一反应时刻下，水解产物的分子量的倒数与反应温度成正比．     

基于耦合动力学的直线氢内燃机工作特性研究

根据活塞动力学方程和热力学方程,建立了直线氢内燃机零维数值计算模型,获得了直线氢内燃机活塞运动学特点.通过耦合零维动力学模型和燃烧室动网格模型,建立了直线氢内燃机燃烧过程CFD模型,对比传统氢内燃机和直线汽油发动机,分析了直线氢内燃机工作过程性能状况.仿真计算结果表明:与传统氢内燃机相比,直线氢内燃机燃烧持续期较长,最高燃烧压力和平均温度均较小,这有利于控制NO排放,但燃烧等容放热量较少,后燃较严重,指示效率较低;相对于直线汽油机,直线氢内燃机燃烧过程火焰传播速度快,燃烧持续期较短,指示效率较高.     

测定痕量过氧化氢的实验研究

采用共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米颗粒,将其作为模拟酶建立了一种快速测定痕量过氧化氢的紫外可见分光光度法。该实验将透射电子显微镜等大型分析仪器引入实验中对实验产物进行表征,让学生直观地了解纳米材料的形貌与结构。实验结果表明,该法具有操作简便、快速、准确度高的特点,将该法用于实际样品中H2O2的测定,结果令人满意。该综合实验适用于化学类和环境类专业的实验教学,可以极大地拓宽学生的视野,培养和提高学生的综合实验能力和科研创新能力。     

Dawson型磷钼杂多酸膜修饰电极对过氧化氢电催化还原的研究

在玻碳(GC)电极上,用电化学方法将Dawson型磷钼杂多酸制成P2Mo18 GC的过氧化氢传感器,研究了它在0.5mol·L-1H2SO4溶液中的电化学行为及其对酸性水溶液中的H2O2电催化还原作用.发现其ipc与CH2O2在3.45×10-4～5.28×10-3mol·L-1范围内呈良好的线性关系,线性相关系数r=0.998,检测下限8.8×10-5mol·L-1,用于水样中H2O2的测定,结果满意.初步探讨了电催化还原机理.     

水中高压脉冲放电诱导产生过氧化氢的初步研究

为了考察水中高压脉冲放电降解有机物的基本机理,采用针-板电极研究了水中高压脉中放电产生过氧化氢的过程,探讨了不同放电条件下过氧化氢的产量,分析了过氧化氢的产生机理以及能量的利用效率.随着放电电压的升高、电极间距的减小和溶液电导率的降低,水中的过氧化氢产量增加.在放电电压为40kV,电极间距为2.0 cm,电导率为2.0μs/cm的情况下,放电80 min后水中的过氧化氢浓度可以达到0.895mmol/L.低电压、低电导率以及小的电机间距有利于提高单位电量过氧化氢的产率.电压为20 kV,电极间距为2.0 cm,电导率为2.0 μs/cm时,过氧化氢的产率为21.24mmol/(kW·h).放电过程引起了溶液本身的一些变化,包括pH值的降低和温度的升高.温度的升高以及能量效率的研究表明,放电中的一部分能量变成热量散失.pH值的降低表明过氧化氢的生成来自于放电而不是电解.     

1,2-环己二醇的过氧化氢绿色氧化开环反应的研究

研究了过氧化氢氧化1,2 环己二醇开环生成己二酸的反应,条件温和、操作简单、产率较高,且具有环境友好性;考察了催化剂用量及循环使用、溶液pH值、过氧化氢用量等对反应的影响,找出了反应的最佳条件.