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城市生活垃圾焚烧厂渗滤液产甲烷潜力 被引量:7
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作者 李进 刘宗宽 贺延龄 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期457-464,共8页
为研究城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的产甲烷潜力及其影响因素,在常规水质分析的基础上,采用瑞典AMPTSⅡ系统进行中温((37±1)℃)厌氧消化实验,探究稀释倍数和污泥投加量对城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的甲烷产率和可生物降解性的影响。... 为研究城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的产甲烷潜力及其影响因素,在常规水质分析的基础上,采用瑞典AMPTSⅡ系统进行中温((37±1)℃)厌氧消化实验,探究稀释倍数和污泥投加量对城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的甲烷产率和可生物降解性的影响。结果表明:城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的甲烷产率(以CH4/CODadd计)高于326.0 mL·g^(-1)(理论甲烷产率为350 mL·g^(-1)),可生物降解性高于93.1%;城市生活垃圾焚烧厂渗滤液是一种高COD、高NH3-N的有机废水,但可生化性较好;无论污泥投加量还是稀释倍数对城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的甲烷产率和可生物降解性影响都很小,但稀释倍数的增加可明显降低污泥驯化时间和厌氧消化时间。在工程应用中,采用生化出水回流稀释城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的方法,可降低厌氧反应器启动时间和厌氧消化时间,提高城市生活垃圾焚烧厂渗滤液处理效率。 展开更多
关键词 城市生活垃圾焚烧厂 渗滤液 产甲烷潜力 厌氧发酵 可生物降解性
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预燃室湍流射流点火甲醇发动机稀薄燃烧和排放特性试验研究 被引量:1
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作者 王志刚 刘宗宽 +2 位作者 车胜楠 周磊 卫海桥 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-7,共7页
基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机燃烧特性、性能表现和排放特性的试验研究。结果表明,TJI燃烧模式燃烧速率较快,放热率(heat release rate,HRR)峰值明显较高,且具有更短的滞燃... 基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机燃烧特性、性能表现和排放特性的试验研究。结果表明,TJI燃烧模式燃烧速率较快,放热率(heat release rate,HRR)峰值明显较高,且具有更短的滞燃期和燃烧持续期。随着过量空气系数变大,缸内压力和放热率峰值变小,TJI和火花塞点火(spark ignition,SI)燃烧模式滞燃期和燃烧持续期均变长。此外,TJI燃烧模式可有效提升甲醇发动机的稀薄燃烧稳定性,可将稀燃极限拓展至过量空气系数2.0。TJI燃烧模式下平均指示压力略低于SI模式;然而对于过量空气系数大于1.1的稀燃工况,TJI燃烧模式指示燃油消耗率更低,在过量空气系数1.3时低于570 g/(kW·h),说明其具有更好的燃油经济性。TJI燃烧模式下氮氧化物排放量明显低于SI燃烧模式,过量空气系数1.1时降低约37.2%,并且在过量空气系数大于1.3的极稀燃工况具有相对较低的甲醛CH_(2)O和碳氢化合物排放。 展开更多
关键词 湍流射流点火 稀薄燃烧 甲醇发动机 压缩比
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湍流射流点火预燃室射流孔对甲醇发动机性能及排放影响的研究 被引量:3
3
作者 刘宗宽 龚世华 +3 位作者 车胜楠 龚英利 卫海桥 刘昌文 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1031-1042,共12页
基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室结构和射流孔直径对湍流射流点火(turbulentjetignition,TJI)甲醇发动机性能和燃烧特性的影响研究.试验采用直单孔和斜三孔两种类型预燃室射流孔,根据预燃室是否喷射甲醇,预燃室可分为主动式预燃室... 基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室结构和射流孔直径对湍流射流点火(turbulentjetignition,TJI)甲醇发动机性能和燃烧特性的影响研究.试验采用直单孔和斜三孔两种类型预燃室射流孔,根据预燃室是否喷射甲醇,预燃室可分为主动式预燃室和被动式预燃室.结果表明,预燃室射流孔直径过大会使射流强度减弱,进而导致主燃烧室燃烧速率降低,不利于稀薄工况下的稳定燃烧;预燃室射流孔过小则会导致节流损失和淬息作用增强,造成稀薄工况缸内燃烧恶化,且污染物排放增加.稀燃工况下,对于直单孔预燃室,4 mm直单孔预燃室性能表现较好,可产生较强的射流,拓宽发动机稀燃极限、提升燃烧稳定性,同时降低指示油耗率,减少污染物排放.预燃室结构不同时,斜三孔预燃室可产生与活塞表面平行的射流火焰,TJI甲醇发动机获得更好的动力性与燃油经济性,且污染物生成较少;同时,斜三孔预燃室可在主燃烧室产生多股射流,提供分布更加广泛的点火源,促进缸内快速燃烧,有效提升稀燃工况下的燃烧稳定性.不同发动机负荷下,斜三孔预燃室的使用可使发动机获得更好的燃烧和排放性能;TJI甲醇发动机具有较好的经济性和燃烧稳定性,同时,缸内燃烧速率更高,燃烧持续期相对较短,且在稀燃小负荷工况下更为突出. 展开更多
关键词 湍流射流点火 甲醇发动机 预燃室结构 射流孔直径
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消除新污染物的后处理技术研究进展
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作者 贺超 姚志翔 +2 位作者 黄思粤 刘宗宽 张安龙 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2448-2452,共5页
在介绍和评价传统的混凝后处理、高级氧化(AOP)、膜技术、吸附技术的基础上,重点介绍了组合生物处理工艺的现状与发展趋势,认为该组合生物技术是降低成本和提高效率的更好选择。其中,生物活性炭快速过滤技术(BAC)、附着生长膜生物反应器... 在介绍和评价传统的混凝后处理、高级氧化(AOP)、膜技术、吸附技术的基础上,重点介绍了组合生物处理工艺的现状与发展趋势,认为该组合生物技术是降低成本和提高效率的更好选择。其中,生物活性炭快速过滤技术(BAC)、附着生长膜生物反应器(AGMBR)技术以及AOP结合后续生物处理的组合技术将会有较大的发展空间,为污水中ECs处理技术发展提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 新污染物 废水处理 后处理技术 混合工艺
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湍流射流点火甲醇发动机燃烧特性及预燃室喷射策略研究 被引量:2
5
作者 龚世华 车胜楠 +4 位作者 刘宗宽 龚英利 周磊 卫海桥 刘昌文 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期68-75,共8页
基于一台四冲程单缸发动机开展湍流射流点火甲醇发动机的性能表现和燃烧特性研究。结果表明,湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)燃烧模式放热率(heat release rate,HRR)曲线呈现“双峰”现象,放热率峰值明显高于火花塞点火(spark... 基于一台四冲程单缸发动机开展湍流射流点火甲醇发动机的性能表现和燃烧特性研究。结果表明,湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)燃烧模式放热率(heat release rate,HRR)曲线呈现“双峰”现象,放热率峰值明显高于火花塞点火(spark ignition,SI)模式,且具有更短的燃烧持续期。过量空气系数λ=1.0时,预燃室内不喷射甲醇的被动式TJI模式的平均指示压力略低于SI模式,指示燃油消耗率略高于SI模式。对于主动式TJI燃烧模式,λ=1.5,预燃室甲醇喷射时刻为压缩上止点前180°曲轴转角,喷射脉宽保持在350μs~600μs之间时,TJI甲醇发动机燃烧稳定性较好,同时动力性与经济性均有所提升。 展开更多
关键词 湍流射流点火 甲醇发动机 预燃室 燃烧特性
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湍流射流点火对天然气发动机燃烧特性影响的试验研究 被引量:2
6
作者 车胜楠 冯钟辉 +3 位作者 刘宗宽 周磊 卫海桥 刘昌文 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期37-44,51,共9页
基于一台带有预燃室的点燃式单缸试验机,开展了湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)模式下天然气发动机性能的试验研究。首先,研究了不同过量空气系数下TJI对天然气发动机动力性能、排放及燃烧特性的影响,并与火花塞点火(spark ig... 基于一台带有预燃室的点燃式单缸试验机,开展了湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)模式下天然气发动机性能的试验研究。首先,研究了不同过量空气系数下TJI对天然气发动机动力性能、排放及燃烧特性的影响,并与火花塞点火(spark ignition,SI)模式进行对比;其次,在稀燃条件下分别探究了进气增压和预燃室喷氢对天然气发动机性能的优化作用。结果表明:TJI的使用可有效拓展天然气发动机的稀燃极限,且燃烧滞燃期和燃烧持续期均更短,放热率更高;过量空气系数1.5为甲烷TJI最佳稀燃工况,此时燃油消耗率最低,且可实现NO_(x)近零排放;此外,采用进气增压的方式可以提高TJI发动机在高负荷下的经济性;TJI模式下,相较于预燃室喷甲烷,预燃室喷氢气可进一步缩短滞燃期和燃烧持续期,提高放热率,达到提升TJI性能的效果。 展开更多
关键词 湍流射流点火 燃烧特性 稀薄燃烧 天然气发动机
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湍流强度对火焰传播影响的大涡模拟研究 被引量:2
7
作者 刘宗宽 刘昌文 +1 位作者 卫海桥 周磊 《车用发动机》 北大核心 2019年第4期22-26,33,共6页
为了研究封闭空间中湍流强度与火焰传播相互作用,基于快速压缩机试验平台建立了燃烧室模型,开展了上止点缸内压力1.1MPa和1.4MPa及不同湍流强度下,异辛烷-空气当量比混合气点火和火焰传播过程的三维大涡模拟研究。研究结果表明:火焰发... 为了研究封闭空间中湍流强度与火焰传播相互作用,基于快速压缩机试验平台建立了燃烧室模型,开展了上止点缸内压力1.1MPa和1.4MPa及不同湍流强度下,异辛烷-空气当量比混合气点火和火焰传播过程的三维大涡模拟研究。研究结果表明:火焰发展受到周围湍流脉动的影响,火焰形态发生褶皱和变形,且随着湍流强度的增加,火焰表面褶皱和变形越发严重;同时火焰的褶皱和变形会进一步加剧湍流脉动,从而加强火焰和湍流脉动的相互作用,影响缸内的燃烧情况。 展开更多
关键词 湍流脉动 火焰传播 大涡模拟 燃烧
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引燃油喷射时刻对着火特性和压力振荡影响的研究 被引量:1
8
作者 刘昌文 刘宗宽 +2 位作者 刘博 周磊 卫海桥 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期154-161,共8页
为提高天然气/柴油双燃料船用低速发动机低负荷时的燃烧稳定性、避免高负荷时爆震发生,采用三维数值模拟的方法,研究了实际双燃料发动机中引燃油喷射时刻对缸内混合气的着火/燃烧特性及缸内压力振荡的影响.结果表明:甲烷当量比为0.38的... 为提高天然气/柴油双燃料船用低速发动机低负荷时的燃烧稳定性、避免高负荷时爆震发生,采用三维数值模拟的方法,研究了实际双燃料发动机中引燃油喷射时刻对缸内混合气的着火/燃烧特性及缸内压力振荡的影响.结果表明:甲烷当量比为0.38的工况,引燃油喷射时刻的推迟会造成缸内甲烷/空气混合气的着火时刻和燃烧相位推迟,缸内压力减小且爆压相位滞后;当喷射时刻推迟至2.0°CA BTDC时,缸内压力峰值低于10 MPa,说明燃烧严重恶化,甚至出现失火现象.甲烷当量比为0.50的工况,引燃油喷射时刻的推迟使缸内压力振荡幅度增大且振荡发生的时刻推迟,当喷油时刻推迟至2.0°CA BTDC时,甲烷/空气混合气在引燃油喷射之前发生自燃;此外,喷油时刻的推迟会导致火焰发展速度加快且火焰前端燃烧更为剧烈,易在靠近壁面的狭小空间内产生压力振荡. 展开更多
关键词 双燃料 引燃油 喷射时刻 着火特性 压力振荡
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高压缩比湍流射流点火发动机负荷拓展及性能优化 被引量:1
9
作者 周磊 刘宗宽 +3 位作者 任海将 孙柏林 陈晓东 卫海桥 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期106-112,共7页
稀薄燃烧可以提高发动机效率并降低排放,而湍流射流点火(TJI)是一种能够实现稀薄燃烧稳定点火的技术.笔者基于一台压缩比为13.0的单缸、四冲程汽油机,开展了TJI汽油机小负荷和大负荷极限的拓展研究,并结合试验提出一种全负荷运行策略.... 稀薄燃烧可以提高发动机效率并降低排放,而湍流射流点火(TJI)是一种能够实现稀薄燃烧稳定点火的技术.笔者基于一台压缩比为13.0的单缸、四冲程汽油机,开展了TJI汽油机小负荷和大负荷极限的拓展研究,并结合试验提出一种全负荷运行策略.在大负荷拓展方面,采用进气增压的策略;在小负荷拓展方面,对比了质调节和量调节两种方式.结果表明:进气增压可拓展TJI发动机的大负荷极限,增压后发动机指示平均有效压力(IMEP)上限可以拓展至1.06 MPa,且指示燃油消耗率(ISFC)降低.小负荷运行工况下,量调节方式在燃油经济性与排放方面均明显优于质调节,主要因为过于稀薄的混合气不利于火焰传播,小负荷工况下需保证一定的混合气浓度以实现高效燃烧.最后,提出一种不同负荷的运行优化策略以实现TJI发动机在全负荷工况下高效运行. 展开更多
关键词 汽油机 稀薄燃烧 湍流射流点火 负荷极限拓展
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柴油喷雾火焰低温燃烧大涡模拟研究 被引量:2
10
作者 王利民 韩义勇 +3 位作者 刘宗宽 赵万辉 周磊 卫海桥 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期349-357,共9页
柴油喷雾燃烧是个复杂的物理化学过程,尤其是低温条件下湍流燃烧仍有许多未知的现象.本文基于大涡模拟方法开展了不同环境温度下正十二烷喷雾火焰燃烧过程的模拟研究.首先,通过与喷雾燃烧基础数据库Engine Combustion Network(ECN)网站... 柴油喷雾燃烧是个复杂的物理化学过程,尤其是低温条件下湍流燃烧仍有许多未知的现象.本文基于大涡模拟方法开展了不同环境温度下正十二烷喷雾火焰燃烧过程的模拟研究.首先,通过与喷雾燃烧基础数据库Engine Combustion Network(ECN)网站上试验数据对比,包括喷雾发展过程、着火延迟期和火焰浮升长度试验值,发现LES-LEM模型能够捕捉喷雾发展过程和燃烧过程,并且与试验数据非常接近.其次,本文深入分析了喷雾火焰中的低温燃烧过程,研究发现,提高初始温度,第1阶段着火延迟期和总的着火延迟期均缩短,而第2阶段着火延迟期变长,同时提高初始环境温度,出现放热率峰值的混合气浓度增加.酮类过氧化物和甲醛可以表征喷雾火焰中的多阶段着火过程,在着火延迟期附近,随着初始温度升高,酮类过氧化物(OC12H23OOH)质量分数峰值逐渐远离当量比混合物分数(Zst)向浓混合气方向发展.最后,本文探究了初始温度对整体燃烧放热过程和主要组分,包括碳烟标识物C2H2生成的影响.研究发现900 K条件下C2H2累积质量高于低温条件下的累积质量,这主要是由于900 K条件下着火延迟期和火焰浮升长度缩短,卷吸进来的空气质量减少,燃油与空气混合变差,产生了有利于C2H2形成更广泛的浓混合气区域. 展开更多
关键词 喷雾燃烧 大涡模拟 低温燃烧 碳烟
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双燃料船机天然气喷射规律对燃烧特性的影响 被引量:2
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作者 王作吉 刘宗宽 +1 位作者 周磊 卫海桥 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期424-433,共10页
基于高压直喷(high pressure direct injection,HPDI)天然气船用低速机,采用计算流体力学(CFD)软件Converge开展三维数值模拟研究,探究了天然气喷射规律对缸内着火及燃烧特性的影响.结果表明,随着天然气喷射速率的降低,缸压、放热率和... 基于高压直喷(high pressure direct injection,HPDI)天然气船用低速机,采用计算流体力学(CFD)软件Converge开展三维数值模拟研究,探究了天然气喷射规律对缸内着火及燃烧特性的影响.结果表明,随着天然气喷射速率的降低,缸压、放热率和平均温度峰值显著降低.当喷射速率从1.30 kg/s降低到0.78 kg/s时,放热率峰值持续时间延长了约15°CA,缸压降低了约2MPa,导致燃烧相位延后,发动机做功能力降低.降低喷射速率使得缸内火焰发展速度变慢且火焰浮升长度更晚到达稳定值.进一步分析燃烧过程的高温反应和低温反应发现,天然气喷射速率降低使得燃烧初期的低温反应速率降低;2.5°CA前总体高温反应无明显变化,但随后高温反应随着天然气喷射速率的降低而减弱.天然气喷射速率越低,燃烧反应进行至约1.5°CA后富燃区低温产物CH_(2)O和H_(2)O_(2)浓度峰值越高,且峰值持续时间更久,其原因为富燃区低温产物消耗较慢且火焰对富燃区的影响相对滞后,使低温产物快速消耗的时刻推迟. 展开更多
关键词 船机 双燃料 喷射速率 燃烧特性 低温反应
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超临界喷雾中涡的演化过程数值研究 被引量:2
12
作者 李潇 王佔元 +2 位作者 刘宗宽 周磊 卫海桥 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期71-78,共8页
针对Sandia国家实验室关于正十二烷喷雾的试验数据,基于开源软件平台Open⁃Foam,采用大涡模拟方法对以正十二烷为燃料喷入超临界和亚临界环境中的喷雾过程进行了三维数值模拟。该喷雾模型使用Peng–Robinson状态方程及真实流体的热物性... 针对Sandia国家实验室关于正十二烷喷雾的试验数据,基于开源软件平台Open⁃Foam,采用大涡模拟方法对以正十二烷为燃料喷入超临界和亚临界环境中的喷雾过程进行了三维数值模拟。该喷雾模型使用Peng–Robinson状态方程及真实流体的热物性和输运系数计算方法。将计算得到的喷雾贯穿距和燃油质量分数与试验结果进行对比,证明所构建的喷雾模型能准确地捕捉超临界状态下喷雾的特征。通过对超临界和亚临界两种环境下喷雾过程的比较,重点研究了不同环境下燃油扩散混合过程的差异和涡的演化过程。计算结果表明,超临界环境下的射流扩散率和扩散角度均大于亚临界,在超临界环境下燃油射流与环境气体间的扩散混合效率更高。射流在超临界状态下会加速涡的形成,从而促进射流与周围气体的混合。射流与周围气体间的速度梯度是决定高速射流中涡演化过程的主要因素。超临界环境下大密度梯度的存在会使斜压转矩增大,从而促进涡的发展,密度梯度对射流发展有着重要影响。 展开更多
关键词 超临界 射流扩散 涡的演化 大涡模拟
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高压缩比下扫气式预燃室湍流射流点火对废气再循环稀释汽油机性能影响研究 被引量:1
13
作者 丁以雄 宋运通 +3 位作者 刘宗宽 廖升友 周磊 卫海桥 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期52-59,67,共9页
基于一台可调压缩比(compression ratio,CR)的单缸发动机和自主设计的湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)系统,开展高压缩比下扫气式预燃室湍流射流点火对废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)稀释汽油机性能影响的研究。... 基于一台可调压缩比(compression ratio,CR)的单缸发动机和自主设计的湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)系统,开展高压缩比下扫气式预燃室湍流射流点火对废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)稀释汽油机性能影响的研究。研究发现在高EGR率时,扫气式TJI的点火方式燃烧稳定性最高,可以在EGR率超过30%时实现稳定燃烧。提升压缩比对提升TJI在高EGR率下的燃烧稳定性有积极作用,然而对提升高EGR率下火花塞点火(spark ignition,SI)的稳定性作用不大。对于TJI,在低EGR率时提升压缩比会造成发动机强烈爆震,过于推迟点火造成燃烧定容度下降,燃油消耗率上升。在高EGR率时,发动机爆震受到抑制,可以提前点火优化燃烧相位,降低燃油消耗率,在压缩比15时最低燃油消耗率相比压缩比11时降低2.2%。高EGR率时,提升压缩比有利于提升燃烧速率,降低滞燃期和燃烧持续期,提升发动机燃烧稳定性。在EGR率为30%而压缩比为15时,逐渐提前点火时刻会加大末端混合气自燃倾向,放热率出现两阶段高峰。 展开更多
关键词 湍流射流点火 废气再循环 燃烧稳定性 压缩比
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湍流射流点火甲醇发动机负荷拓展和性能优化研究
14
作者 左俊杰 王志刚 +5 位作者 车胜楠 刘宗宽 薛亮 蒋盛 周磊 卫海桥 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期16-23,共8页
基于一台湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机开展发动机负荷拓展和性能优化试验研究。结果表明,稀燃工况下(过量空气系数大于1.4),采用进气增压技术可有效提升TJI甲醇发动机在高负荷工况下的燃烧稳定性和动力性,同时... 基于一台湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机开展发动机负荷拓展和性能优化试验研究。结果表明,稀燃工况下(过量空气系数大于1.4),采用进气增压技术可有效提升TJI甲醇发动机在高负荷工况下的燃烧稳定性和动力性,同时降低指示油耗率,提升排放性能;此外,基于进气增压技术提出了TJI甲醇发动机宽负荷工况下的最佳油耗运行策略。低负荷运行工况下,相较于质调节方式,采用量调节方式改变发动机负荷可使指示油耗率最高降低5.2%(平均指示压力为0.30 MPa时),一氧化碳(carbon monoxide,CO)、甲醛(methanal,HCHO)及碳氢化合物(hydrocarbon,HC)等污染物排放均有所降低,同时可提升燃烧稳定性,避免过于稀薄而造成的燃烧恶化现象。 展开更多
关键词 预燃室 湍流射流点火 甲醇发动机 发动机负荷拓展 燃烧特性
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湍流状态下双燃料混合物自燃和火焰传播过程 被引量:1
15
作者 周磊 刘宗宽 +2 位作者 袁成威 张帆 卫海桥 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期208-215,共8页
采用直接数值模拟(DNS)方法,研究了低速机缸内热力学状态下甲烷/正庚烷混合物的着火及燃烧过程,分析了湍流状态下双燃料混合层中的着火特性及火焰发展过程.结果表明:第一阶段着火后,湍流作用下混合气偏浓区域生成冷焰;第二阶段着火后,甲... 采用直接数值模拟(DNS)方法,研究了低速机缸内热力学状态下甲烷/正庚烷混合物的着火及燃烧过程,分析了湍流状态下双燃料混合层中的着火特性及火焰发展过程.结果表明:第一阶段着火后,湍流作用下混合气偏浓区域生成冷焰;第二阶段着火后,甲烷/空气预混气侧生成多个高温膨胀核心.混合分数梯度平缓区域更易生成高温核心,而混合分数梯度较大时会增大标量耗散率、加强热量和活性基团的耗散,不利于燃烧反应的稳定发展.湍流作用下火焰前沿形成褶皱向两侧传播,热膨胀核心位置的火焰前沿传播较快.甲烷/空气预混气侧含氧量增加导致火焰前沿传播加快,前沿褶皱程度逐渐降低;正庚烷侧火焰前沿在传播下游存在冷焰反应区域,形成“双火焰”结构,随着反应进行,火焰前沿传播进入更浓的混合物中,双火焰面之间的距离逐渐缩短. 展开更多
关键词 湍流 双燃料 直接数值模拟 混合层 着火 火焰传播
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进气温度和引燃油量对双燃料船机失火现象的影响
16
作者 刘宗宽 周磊 +2 位作者 贾滨 李潇 卫海桥 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期527-535,共9页
针对天然气-柴油双燃料低速机低负荷工况的失火现象,运用CONVERGE模拟研究了进气温度和引燃油量对失火工况下缸内着火及燃烧过程的影响,并结合正庚烷低温反应路径分析了缸内关键组分的变化.结果表明:进气温度提高,缸内平均温度和平均压... 针对天然气-柴油双燃料低速机低负荷工况的失火现象,运用CONVERGE模拟研究了进气温度和引燃油量对失火工况下缸内着火及燃烧过程的影响,并结合正庚烷低温反应路径分析了缸内关键组分的变化.结果表明:进气温度提高,缸内平均温度和平均压力均升高,甲烷消耗速率增加,进气温度为335 K时,甲烷完全消耗,失火现象消失;引燃油量增加使缸内甲烷/空气混合气燃烧更加剧烈,缸内平均温度和压力均升高,引燃油比例超过1.5%时,缸内甲烷完全燃烧,发动机经历从失火到正常燃烧的转变.此外,提高进气温度和增加引燃油量均会增强正庚烷的高温反应,使其燃烧更加剧烈,故引燃油的引燃效果增强,有利于甲烷着火燃烧. 展开更多
关键词 双燃料低速机 失火现象 进气温度 引燃油量 低温反应路径
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HPDI双燃料船机喷射时刻对压力振荡的影响
17
作者 周磊 刘宗宽 +1 位作者 江枭枭 卫海桥 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期728-737,共10页
针对天然气高压喷射(high pressure direct injection,HPDI)模式双燃料船用低速机缸内的压力振荡现象,基于计算流体动力学软件CONVERGE耦合化学反应动力学机理,采用三维数值模拟方法,研究天然气及引燃柴油喷射时刻对缸内压力振荡和燃烧... 针对天然气高压喷射(high pressure direct injection,HPDI)模式双燃料船用低速机缸内的压力振荡现象,基于计算流体动力学软件CONVERGE耦合化学反应动力学机理,采用三维数值模拟方法,研究天然气及引燃柴油喷射时刻对缸内压力振荡和燃烧粗暴的影响.结果表明:天然气喷射提前或引燃油喷射推迟均会增大天然气预混燃烧比例,燃烧剧烈程度增加,导致燃烧粗暴恶化,缸内压力峰值升高,压力升高率增大,但后者会推迟天然气被引燃的时刻,造成燃烧相位推迟.天然气喷射时刻提前至-4°CA ATDC时,缸内出现压力振荡.对于天然气燃烧粗暴且出现压力振荡的工况,提前喷射引燃油,两种燃料可能会同时发生燃烧粗暴,造成燃烧进一步恶化.天然气压燃有利于缓解引燃导致的燃烧初期较强的压力振荡,然而随着燃烧进程的发展,会造成更加剧烈的燃烧粗暴,但可通过引入引燃油缓解此现象.实际应用中,可以考虑在引燃天然气之前实现部分压燃以降低整体压力振荡强度.分析甲烷氧化反应路径中关键中间产物发现,HCO(醛基)可用于表征双燃料发动机燃烧粗暴及压力振荡的剧烈程度及持续期长短;CH_(3)(甲基)可作为燃烧粗暴及压力振荡的指示物质,其短时大量积累预示着燃烧粗暴的发生;同时,CH_(3)可以作为甲烷开始从低温反应过渡到高温反应的表征物质. 展开更多
关键词 低速机 天然气 柴油 喷射时刻 压力振荡
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不同压缩比对湍流射流点火发动机性能和爆震影响的试验研究
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作者 周磊 刘宗宽 +3 位作者 李潇 高强 任海将 卫海桥 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期876-885,共10页
本文基于一台四冲程单缸发动机开展了不同压缩比对湍流射流点火(TJI)汽油发动机性能和爆震特性的影响研究,试验所采用的压缩比为9、11、13和15,在每个压缩比工况下对不同过量空气系数λ进行研究.结果表明,高压缩比可以拓展湍流射流点火... 本文基于一台四冲程单缸发动机开展了不同压缩比对湍流射流点火(TJI)汽油发动机性能和爆震特性的影响研究,试验所采用的压缩比为9、11、13和15,在每个压缩比工况下对不同过量空气系数λ进行研究.结果表明,高压缩比可以拓展湍流射流点火汽油发动机的稀燃极限,压缩比15工况下,可以实现λ=3稳定燃烧.增大压缩比并配合预燃室喷油可缩短发动机燃烧的滞燃期和燃烧持续期,进而提高射流点火发动机燃烧效率.1.4<λ<1.9时,随着过量空气系数增加,主燃烧室内混合气变稀,滞燃期和燃烧持续期在低压缩比工况(CR=9、11、13)呈上升趋势,此时主燃烧室混合气浓度对燃烧过程的影响占主导作用;但是随着压缩比逐渐升高至15,滞燃期和燃烧持续期的上升趋势不再明显;而当λ>1.9时,主燃烧室混合气过于稀薄,此时预燃室射流火焰对主燃室燃烧的影响增强.试验还发现,射流点火发动机和普通火花塞点火发动机在压力振荡方面存在较大差异,射流点火发动机的压力振荡从燃烧初期阶段开始一直持续到燃烧结束,这主要是由于高温射流对主燃室多点点火造成的压力振荡.在高压缩比和较浓混合气工况下,射流点火发动机可能还会发生早燃,因此有必要使射流点火发动机在稀燃条件下进行,以实现稳定高效燃烧. 展开更多
关键词 湍流射流点火 压缩比 爆震 汽油机
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中国西北地区某县分散式供水重金属污染现状与来源解析 被引量:3
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作者 陈志文 周敬彪 +4 位作者 王文东 余春育 李进 张博翔 刘宗宽 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期106-112,共7页
为考察中国西北地区某县分散式供水中重金属污染现状及其对人体的潜在危害,选取13处水窖和10处水井,采用电感耦合等离子体质谱技术对饮用水中常见的15种重金属元素进行了抽样检测,并借助美国环保局推荐的风险评价模型对重金属引起的健... 为考察中国西北地区某县分散式供水中重金属污染现状及其对人体的潜在危害,选取13处水窖和10处水井,采用电感耦合等离子体质谱技术对饮用水中常见的15种重金属元素进行了抽样检测,并借助美国环保局推荐的风险评价模型对重金属引起的健康风险进行了系统评估。结果表明,某县井水中Zn、Al和Cr的质量浓度相对较高,但均不存在超标问题。将井水贮存于水窖一段时间后,除Mn、As和Ni外,大部分元素的平均质量浓度出现不同程度的升高,甚至在3号点出现Cd的超标现象。与井水相比,雨水中的重金属元素质量浓度普遍偏低,在混入自来水后窖水中Al的质量浓度明显偏高。虽然水样中的Cr不存在超标问题,但由其引起的致癌风险超出美国环保局规定的可接受风险上限1×10-4,且占致癌总风险的90%以上。借助物料衡算法对水样中重金属来源进一步分析,发现采煤场周边井水中98.7%的Cd、81.5%的Cr和61.6%的As源自采煤场的污染排放,焦化厂周边井水中99.2%的Cr源自焦化厂的污染排放,窖水中的Cd和Cr则主要源自水窖材质溶出。 展开更多
关键词 分散式供水 水窖 重金属 健康风险
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