氢燃烧特性对氢内燃机性能的影响

氢能开发是“双碳”战略中的重要一环,目前氢能主要是通过氢燃料电池把化学能转变成电能的形式得以应用。与此不同,氢内燃机则是将氢能直接转变成机械能,应用在交通、机器运转、发电等众多领域,对氢能发展具有重要的推动作用。氢内燃机与传统内燃机的最大区别是用氢气取代传统的化石燃料,因此,氢气的燃烧特性对内燃机的性能具有很大影响,对内燃机的结构也提出新的要求。至今从氢燃烧特性的角度去理解氢内燃机的研究不多,为此,文章尝试从氢气燃烧特性的角度出发理解氢内燃机的性能,并重点对氢内燃机的热效率、输出功率、NO_x排放、异常燃烧等性能进行分析和讨论。结果显示,氢内燃机比传统内燃机和氢燃料电池在节能减排、输出功率、成本等方面具有更加优异的综合性能,是氢能-电能转换的另一种有效的方法。氢内燃机的发展也能促进氢能的大规模应用,其性能受到氢气燃烧特性的影响,氢燃烧特性的控制对氢内燃机性能的提高非常重要。     

喷油正时对船用柴油机NOx排放率影响的试验研究

根据ＩＭＯ推荐的试验程序,分别在发电机工况推进工况下,在一台４１３５Ｇ柴油机上进行喷油正时变化时柴油机ＮＯＸ排放的试验,结果表明,适当将喷油正时延后调整可以降低柴油机ＮＯＸ排放率以满足国际公约的排放标准要求,而柴油机经济性不受到影响。     

超细煤粉燃烧NOx析出特性试验

对超细煤粉在一维热态煤粉炉内燃烧时煤粉粒径、炉膛温度、过量空气系数及煤种等因素对NOx释放特性的影响规律进行了试验研究．研究结果表明：超细煤粉NOx的排放浓度低于常规粒径煤粉;NOx的排放浓度,随过量空气系数的增加而明显增加;煤种不同,NOx排放规律不同,煤粉超细化后,龙口褐煤的排放量明显减少,晋城无烟煤则变化不大;NOx的排放浓度随温度的升高而升高。     

Integrated modeling of nitrogen oxides formation in diesel engines

To account for the effects of both chemistry and flow turbulence, the present study proposes an integrated NO sub-model that combines the extended Zel’dovich mechanism and engine CFD computations to simulate the NO histories in a diesel engine. NOx sub-model parameters and pollutant formation mechanisms can be more easily investigated by solving the NOx sub-model. The new NO formation model incorporating the effects of both chemical kinetics and turbulent mixing was applied to simulate a diesel engine with a quiescent combustion chamber, and one with a re-entrant combustion chamber; the premise of the model being the reaction rate is mainly determined by a kinetic timescale and a turbulent timescale. The results indicate that the predicted NO formulation from the new model agrees well with the measured data. As the utilization of fossil fuels continues to increase, the control of NOx emissions is a worldwide concern; and it is imperative to understand fully the NOx reaction processes in combustion systems. This technology has the potential to enhance the application of various combustion techniques used to reduce NOx emissions from practical combustion systems.     

国Ⅳ柴油公交车上海市道路NOx和超细颗粒排放

在上海市城区选定道路上开展国Ⅳ柴油公交车实际道路排放试验,研究该车实际道路行驶工况氮氧化物(NOx)及超细颗粒数量排放特征.结果表明:实际道路该车平均速度为20.59km·h-1,NOx和超细颗粒数量排放因子分别为9.33g·(km·辆)-1和5.78×1014个·(km·辆)-1;NOx排放主要集中在中高车速(35~55km·h-1)、大加速度(a0.5m·s-2)工况,超细颗粒数量排放主要集中在中高车速、大加速度工况;加速行驶模式下NOx和超细颗粒数量排放较高,不同行驶模式下粒径小于100nm的颗粒数量排放差别较大.     

柴油机NO_X排放物的生成机理及净化技术

阐述了柴油机排放物中 NOX的生成机理及影响因素 ,并介绍了降低柴油机 NOX排放量的各种控制措施及其特点。     

等离子体法降解汽车尾气中NOx平衡计算

对汽车发动机内燃烧平衡做热力学平衡计算，得到的NOx结果与实际检测值基本一致，然后计算了等离子发生发器裂解汽汪后产生的CO和H2加入发动机后的热力学平衡，得到在发动机内燃烧温度下的NOx结果，结果表明，通过等离子体法裂解部分汽油可大幅度降低尾气中NOx的含量，当汽缸最大工作压力为40atm，工作温度为2200K，汽油与氧化比值为1：15．1时，以汽缸燃烧1摩尔汽油为基准，等离子体发生器裂解0．1摩尔汽油可使尾气中NOx含量降低到100ppm左右而CO浓度不大于100ppm，裂解0．2摩尔汽油可使尾气中NOx含量降低到45ppm以下，同时CO浓度低于65ppm。     

A kinetic modeling study of pollutant formation in premixed hydrocarbon flames

A kinetic modeling of pollutant formation in hydrocarbon flames is presented through analysis of hierarchical structures. Based on the newly released GRI-Mech 3.0,it was mainly taken from Dean and Bozzelli (DB) and Wang mechanism respectively for the nitrogen chemistry, the formarion and growth of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). The modeling was improved by considering C4 and Howard‘s PAH chemistry. The mechanism consists of 121 species in 731 reactions. Two premixed flame structures are predicted, and the computed results are compared with the experimental ones. It is shown that the mechanism predicts reasonably well the concentration profiles of major, key intermediate and minor species.     

NOx在Cu-ZSM-5分子筛上吸附的DFT研究

应用量子化学的密度泛函理论(DFT),研究了NOx(NO,N2O)分子在Cu-ZSM—5改性分子筛上的吸附。计算采用7T簇模型和B3LYP/6-31G(d,p)方法,得到了Cu-ZSM—5分子筛吸附NOx分子的吸附能和红外光谱。计算结果表明,NO和N2O分子均以η1-N模式吸附于Cu-ZSM—5分子筛上;以上两种分子在Cu-ZSM—5分子筛上吸附时,Cu离子优先吸附NO分子;N2O以η1-N模式吸附时有利于N-O键的断裂。     

4190ZLC-2柴油机燃油喷射系统参数匹配试验

基于4190ZLC-2船用中速柴油机电控化改造燃烧与性能测试平台,测取在额定工况下不同供油提前角柴油机的性能参数,分析供油提前角对柴油机运行性能的影响规律,并根据不同凸轮作用段在最佳供油提前角的对比选型,发现“14.6℃A”凸轮作用段具有较好的喷油特性。在柱塞直径、喷油提前角和凸轮作用段分别为14 mm、26℃A和14.6℃A时,测试与分析了喷孔直径变化对负荷特性和推进特性的影响。结果表明:综合性能最佳的喷孔直径为0.26 mm,其在满足经济性前提下的NOx排放较优,可为燃油喷射系统参数匹配提供理论依据和试验依据。