一种柴油机燃烧过程的可视化实验装置

文章介绍了一种基于高速摄影技术的柴油机燃烧过程的可视化实验装置,它主要由进气系统、光学发动机系统、高速摄影系统和数据采集系统等组成.该装置为视窗上置式结构,具有结构简单、对产品柴油机改动小等优点,利用本装置可实现对柴油机的着火和燃烧过程进行可视化分析,在改善柴油机燃烧过程和排放特性方面具有重要意义.     

发动机燃烧信号模拟分析装置的开发

通过对已有的发动机燃烧信号的分析,设计了燃烧信号输出装置,同时基于LabVIEW开发了燃烧分析系统.通过SolidWorks设计了模拟装置的连接部件和支架等,采用与电机连接的曲轴转角编码器产生采样信号和上止点信号,利用NI采集卡实现对已有燃烧信号的重采样.系统利用插值算法完成了时域/角域信号的转换,保证了模拟试验中采集的信号的正确性;研究了高速采集下,程序不发生溢出错误的参数设置问题;对采集数据进行分析处理,实现p-ψ图的显示及有效性能指标的计算.试验表明:该系统工作可靠,采集数据误差在2％以内,指示功和平均指示压力误差在3％以内,系统精度满足使用要求.     

装药结构对发射药等离子体点火延迟的影响

通过等离子体点火中止燃烧试验研究了发射药装药结构对等离子体点火性能的影响及其相互作用规律.利用等离子体点火燃烧中止装置、压力传感器和瞬态数据采集系统等,测量得到了太根药及单基药等的燃烧中止压力-时间曲线和点火延迟时间,分析了装填密度、等离子体喷孔与发射药的距离以及装药方式等对等离子体点火延迟时间的影响.试验结果表明:增大装填密度以及发射药与等离子体喷孔距离,点火延迟时间变长.在等离子体能量流场的相同位置,装药方式的改变对发射药的点火和燃烧影响不大,点火延迟时间也没有太大差异.     

一种多点点火的多功能定容燃烧实验装置

文章设计了一种能多点点火的多功能定容燃烧实验装置,可用于预混层流燃烧、壁面多点点火和燃料喷雾特性等实验研究;介绍了该定容燃烧实验装置的整体结构,并分别介绍了配气系统、数据采集系统、加热系统、点火系统和高速纹影系统等子系统;重点说明了该定容燃烧实验装置多点点火系统的组成及实施方法;最后进行了常温、常压条件下不同当量比甲烷...     

高速直喷柴油机碳粒形成和氧化规律的研究

为研究高速Ｆ１２０柴油机燃烧过程中碳粒在不同的火焰条件下形成和氧化的 规律，运用缸内瞬态取样技术和火焰辐射测量技术在该机采用多孔喷射、雾化燃烧系 统和伞喷、预混合燃烧系统时，测取了以预混合燃烧为主和以扩散燃烧为主的两种燃 烧过程中碳粒、氧浓度和火焰温度变化曲线。结果表明柴油机以预混合燃烧时因混合 气结构均匀和较快的燃烧速度对扼制碳粒的形成有较明显的作用．     

新型高炉喷煤模拟燃烧实验装置设计

设计了一种适合模拟高炉喷煤燃烧的实验装置,满足热风既高温又高速的煤粉喷吹条件,可以模拟氧气高炉条件下的煤粉喷吹.喷吹瞬间流场的数值模拟结果表明,当喷吹气体速度达到最大值时,直吹管气体平均速度为162.35 m.s-1.利用该装置研究了氧气高炉条件下煤粉的燃烧规律.结果表明:煤粉的燃烧率随O/C原子比的增加而增加;在低O/C原子比条件下,煤粉的燃烧率较低,但其增幅比较明显;无烟煤的燃烧率低于烟煤.     

高海拔模拟环境下柴油机燃烧粗暴可视化试验研究

基于一台可视化快速压缩机试验平台,结合高速摄影和瞬态压力测试等手段,通过调控燃烧边界条件开展了高海拔(4 500 m)模拟环境下柴油机燃烧粗暴可视化试验研究.选择4种不同十六烷值(CN)的柴油燃料,研究了喷油压力和燃料十六烷值对柴油喷雾撞壁过程和燃烧粗暴强度的影响.研究结果表明:燃油喷雾撞壁和燃料十六烷值对燃烧粗暴特性影响显著.在喷雾撞壁工况下,提高喷油压力会使自燃时刻提前,自燃反应前锋的传播速度加快,燃烧粗暴强度增加;在相同喷油压力情况下,延长喷雾撞壁距离却使峰值压力显著下降,同时降低了燃烧粗暴倾向.同时,低十六烷值燃料的燃烧粗暴倾向明显高于高十六烷值燃料.然而,对于CN<45的柴油而言,降低十六烷值并不会使燃烧粗暴强度发生显著变化,说明低十六烷值燃料的燃烧粗暴特性对喷油压力和撞壁距离更加敏感.通过分析高速摄影图像发现,燃烧粗暴起源于近壁面混合气自燃,超音速自燃反应前锋在封闭燃烧室中的传播可诱发压力振荡,从而有可能会加速燃烧室核心部件损坏和烧蚀.研究结果对于高海拔重型柴油机燃烧过程优化和燃烧粗暴控制具有重要现实意义.     

循环流化床油页岩半焦燃烧优化运行技术分析

针对目前油页岩生产页岩油时生成的副产物半焦难以处理的问题,在3.3 MWth循环流化床中试实验装置上分别进行油页岩、油页岩和半焦混合、半焦的燃烧实验研究.考察给料粒度、二次风份额和一二次风温对炉膛温度分布、污染物排放浓度、底渣与飞灰含碳量的影响.研究结果表明:油页岩和半焦混烧时,随着半焦的混烧比例增加,炉膛内温度整体下...     

燃烧过程动态可视化装置的研制

研制了一种基于激光高速摄影技术分析发动机燃烧过程的动态可视化装置．它主要由光学发动机、光路系统、数据采集和信号同步控制系统及其它辅助系统组成．与同类装置相比，具有结构简单、成像清晰、分辨率高、操作方便的优点，实现了系统的同步启动与关闭，特别适于燃烧室形状和位置不同的发动机燃烧过程分析．试验结果表明，应用该装置可深入分析和研究发动机的喷雾、燃烧过程，这对寻求降低燃油消耗率、改善排放性能的新方法具有重要意义．     

活化热氛围下柴油喷雾燃烧特性试验

针对柴油燃料喷雾的自燃及燃烧特性,利用可控活化热氛围燃烧试验系统,结合连续喷射系统和高速摄影技术,研究协流温度对喷雾滞燃期、自燃点位置、火焰长度及宽度、火焰起升高度的影响.为活化热氛围下液体燃料自燃及燃烧模型的建立奠定了基础.     

复杂两相流动对底部排气弹底部减阻性能影响的数值分析

借助于稀颗粒假定下的双流体简化模型,采用具有高精度、高分辨率数值方法,研究了轴对称底部排气弹弹底混合绕射的复杂两相流动,得到了平衡两相流中颗粒相浓度大小对底排弹减阻性能影响的规律,与实验比较,两相流劝状态比单相气体流动状态更接近于实际情况。     

37mmRLPG再生喷射燃烧过程的实验与模拟

该文介绍了针对直孔活塞式３７ｍｍＲＬＰＧ再生喷射燃料过程进行实验测量和数值模拟研究所取得的结果及其分析。数值模拟中重点考虑了４种雾化和燃烧模型对模拟上述燃烧过程的适用性，它们是瞬态燃烧模型，单液滴模型，喷射雾化模型及雾化直径的燃烧室压力函数模型。     

直线发动机起动及怠速燃烧特性仿真与优化

通过建立GT-Power发动机仿真模型研究直线发动机的起动及怠速过程的燃烧特性,利用发动机台架实验获取的缸压数据和GT-Power仿真结果的对比,验证了仿真模型的准确性,分析不同点火时刻及过量空气系数对直线发动机起动定转速下燃烧特性的影响,并对怠速控制参数进行寻优研究.结果表明:在相同过量空气系数下,推迟点火时刻从-50°(上止点之前,下同)到20°,直线发动机后燃现象逐渐增多,并在点火时刻为-40°时,缸压峰值、瞬时放热率峰值最大以及累积放热总量均达到最大值;在相同的点火时刻下,减小过量空气系数从1.62到0.62,直线发动机缸内压力峰值先增后减,在过量空气系数为0.83时,直线发动机缸压峰值、瞬时放热率峰值最大,累积放热总量较多.     

边界层抽吸模型比较和验证

本文采用自行开发CFD程序验证了四种典型的边界层抽吸模型在有激波与边界层相互作用的复杂流动条件下的表现,并详细分析了各种模型在不同工况下的优缺点。     

粒铸工艺对无烟EMCDB推进剂压强指数的改进

将粒铸工艺应用于改性双基弹性体（EMCDB）推进剂的成型，制备出了力学性能好、具有燃烧平台的无烟EMCDB推进剂，研究了燃烧催化剂、硝化棉含量和黑索今粒度对粒铸无烟EMCDB推进剂压强指数的影响，分析了粒铸无烟EMCDB推进剂具有较低压强指数的原因，说明在降低压强指数方面粒铸工艺比配浆浇铸工艺具有优势。     

电场与燃烧耦合研究进展

 为了提高能源转换效率、降低燃烧副产物的排放,利用电场增强燃烧、控制燃烧火焰特性已逐渐引起研究人员的注意.本文从竖向、横向(即径向)和单电极式等不同的电场形式对燃烧场的影响展开论述.不同的电场形式下,通过改变电场参数,对电场中不同燃料的燃烧火焰特性变化规律进行研究,以此考查电场与燃烧耦合时的特性.研究表明,利用竖向电场力来平衡浮力可以粗略模拟微重力下燃烧时的扩散火焰,燃烧速率受电场强度影响,4kV时最小;利用横向电场可以改变火焰形状(如高度降低)及颜色,也可以助燃低热值燃料,实现可靠点火和稳定燃烧;对于单极式电场,观察到3种不同类型的振荡火焰.然后,对利用电场降低燃烧副产物的可行性进行了阐述.最后指出,迄今未见对不同电场形式与燃烧火焰特性的系统研究,缺乏相应的基础数据、电场参与下的燃烧反应动力学模型以及完备的燃烧场耦合机制分析.     

柴油机伞帘喷雾燃烧系统的试验研究

在四气门单缸柴油机上研究了伞帘喷雾(UCS)燃烧系统性能．结合喷油过程测试结果和缸内空气运动数值模拟结果，综合分析了试验结果．结果表明，与原机相比，UCS系统的燃油经济性明显提高，烟度、最高燃烧压力、排气温度和NOx排放明显降低．这归因于喷雾碰壁引起的喷雾体积和空气卷吸量增加及燃油的二次雾化．但在中低负荷工况，由于壁面温度低，其CO和HC排放量明显高于原机．它在上止点后着火；着火时，准伞形喷雾和帘状喷雾的扩展范围已很大．     

基于多项式模型的非平稳信号瞬时特征提取

文章深入分析了非平稳信号瞬时特征的结构特点。应用Gram-Schmidt正交基对非平稳信号的瞬时频率和瞬时幅值进行近似,提出了瞬时频率和瞬时幅值的正交多项式估计模型。应用极大似然法对模型的参数进行估计,应用模拟退火算法求解参数的估计值。估计参数带入多项模型,提取出非平稳信号的瞬时特征。仿真试验证明了该方法的可行性和有效性。     

汽油机燃烧过程的一维数值模拟

本文建立了汽油机燃烧过程的一维数值模型。在模型中,假设火焰前锋面为柱形,它从火花塞中心向气缸壁面传播;各计算量均作为曲轴转角和燃烧室径向位置的函数;系统中的瞬时反应率遵守双分子碰撞的 Arrhenius 关系;应用有限差分法求解偏微分方程组。实例计算表明,示功图的计算结果与试验结果比较符合。使用这个模拟方法可以计算气缸内温度场和浓度场的径向变化,并能预测火花塞的径向位置对燃烧过程的影响。     

多孔介质内往复流动燃烧温度分布的实验研究

通过实验研究了多孔介质内往复流动下超绝热燃烧温度分布特性.对各种工况参数下,正反向流动半周期内,超绝热燃烧系统燃烧室内多孔介质轴向温度分布进行了测量.结果表明,不同物理参数条件下,燃烧室内的温度分布在半周期内变化具有不同的特点;一定条件下,燃烧室内有可能产生二维胞室结构热点.