二甲醚和柴油高压喷射喷雾与燃烧可视化对比研究

为明晰高压喷射条件二甲醚闪急沸腾状态下的喷雾形态、自着火和火焰发展特性，通过高温高压定容燃烧弹，利用高速相机基于纹影法对比研究了柴油和二甲醚的喷雾和燃烧特性。实验中将喷射压力设置为60、100 MPa,环境背压设置为4 MPa,在喷雾、燃烧条件下环境温度分别设置为400、800 K。研究结果表明：同工况下二甲醚的喷雾贯穿距和喷雾面积均小于柴油，但其喷雾锥角大于柴油，雾化时间短于柴油，雾化效果优于柴油。随着喷射压力的提高，二甲醚与柴油的贯穿距和喷雾面积都增大，100 MPa喷射压力下二甲醚喷雾面积较60 MPa增大18.18%,而同工况下柴油增大23.5%。相比于柴油，二甲醚燃烧滞燃期和火焰浮起长度较短，燃烧持续期与柴油相当，但二甲醚燃烧火焰亮度、火焰面积和碳烟生成量明显低于柴油。随着喷射压力的提高，柴油与二甲醚的碳烟生成量均降低，但二甲醚的碳烟生成量降低效果更加显著，该文碳烟生成量用体积分数KL因子总和来表示，发现100 MPa喷射压力下的二甲醚KL总和较60 MPa减小33.3%,而同工况下柴油减小19.32%。     

不同结构芳香烃对柴油燃烧颗粒物理化特性的影响

为了研究不同结构的芳香烃对柴油燃烧颗粒物理化特性的影响规律,开展了掺混苯及四氢萘对高压共轨柴油机排气颗粒物理化特性影响的实验研究。分别采用高分辨率透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱仪(RS)、X射线光电子能谱仪(XPS)及同步热分析仪(TG)研究了不同燃料燃烧颗粒物的微观结构、石墨化程度、表面化学特性及氧化活性。实验结果表明:柴油燃烧颗粒的氧化温度最高,为594.5℃;柴油/四氢萘混合燃料燃烧颗粒物次之,为589.8℃;柴油/苯燃烧微粒的氧化温度最低,为575.8℃。此外,较柴油而言,苯/柴油、四氢萘/柴油燃料燃烧微粒的基本碳粒子直径分别增大了0.411nm和2.169nm,并且混合燃料燃烧微粒的D1峰与G峰的面积比与高度比增加,sp3杂化的碳原子数量与sp2杂化的碳原子数量的比值变大,这说明掺混芳香烃后,微粒的石墨化程度下降,纳观结构更加无序。     

掺混聚甲氧基二甲醚对中国第六阶段标准柴油机燃烧与排放特性的影响

为研究高含氧、高十六烷值的新型替代燃料聚甲氧基二甲醚(PODEn)掺混柴油对中国第六阶段标准柴油机燃烧与排放特性的影响,在一台增压中冷高压共轨的潍柴动力WP12.460柴油机上开展了不同PODEn比例(体积分数分别为10%、20%、30%)PODEn/柴油混合燃料燃烧特性、燃油经济性及排放特性的试验研究。试验结果表明,随着PODEn掺混比例的增大,缸内最大爆发压力、缸内温度峰值及瞬时放热率峰值均逐渐降低,且各峰值对应相位逐渐前移;燃烧持续期缩短0.6°～2.1°(曲轴转角),放热更加集中,有效热效率最高可提升2.43%;有效燃油消耗率逐渐增加,但当量有效燃油消耗率逐渐降低,最大降幅为4.23%;NOx排放量略有升高,CO排放量、HC排放量和碳烟排放量均逐渐降低,其中CO排放量和碳烟排放量在高负荷工况下降低幅度较大,最高降幅分别为64.5%和75.8%。     

建筑外墙延迟衰减特性的组合优化方法

研究建筑外墙不同组合延迟衰减特性对建筑峰值传热的影响规律，对降低峰值传热负荷，减少空调系统配置容量具有重要意义．针对某案例建筑，采用EnergyPlus与正交试验设计方法，研究多类型建筑外墙组合延迟衰减特性与峰值传热冷负荷的变化规律．结果表明：各墙体组合对外扰具有不同的延迟衰减特性，导致峰值冷负荷大小存在显著差异，差异度最大为11.8%．基于不同类型建筑外墙传热峰值出现时刻不同，叠加后可降低总传热量峰值的特性，提出一种外墙峰值传热优化组合方法．在各朝向墙体内表面温度关系式中引入错峰指标PSI，用于调节墙体组合的延迟时间，以该指标为设计变量，墙体总传热量峰值为目标函数，通过优化求解得到各朝向墙体的最佳延迟时间，进而求出优化墙体组合．采用该方法对案例建筑进行计算，结果显示：对建筑外墙进行优化组合后，其总传热量峰值降低了19.1%．