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柴油温度对燃烧火焰温度和碳烟生成的影响 被引量:9
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作者 何旭 徐一凡 +3 位作者 王路 徐雨轩 周扬 刘福水 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期97-105,共9页
通过定容燃烧弹,采用双色法研究不同柴油温度对冷起动过程中燃烧火焰温度和碳烟生成特性的影响,获取缸内燃烧火焰温度分布和表征碳烟分布的KL因子.结果表明:在喷油后3.5~6.0 ms的燃烧稳定时期,柴油温度为40℃的火焰中大于2200 K的区域约... 通过定容燃烧弹,采用双色法研究不同柴油温度对冷起动过程中燃烧火焰温度和碳烟生成特性的影响,获取缸内燃烧火焰温度分布和表征碳烟分布的KL因子.结果表明:在喷油后3.5~6.0 ms的燃烧稳定时期,柴油温度为40℃的火焰中大于2200 K的区域约占60%,柴油温度为20℃的火焰中大于2200 K的区域约占55%,柴油温度为0℃的火焰中大于2200 K的区域约占40%.随着柴油温度的降低,柴油蒸发吸热量增加,局部范围内温度下降,使火焰高温区面积减小,火焰温度总体降低.在燃烧稳定的时期,柴油温度为40、20和0℃时,KL因子大于0.9的碳烟较多的区域分别占60%、50%和40%.随着柴油温度降低,着火滞燃期增加,油、气混合的时间增长,局部空燃比更大,导致KL因子随着柴油温度的降低而减小. 展开更多
关键词 柴油机 定容燃烧弹 双色法 冷起动 火焰温度 KL因子
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海拔对柴油喷雾和附壁燃烧过程的影响 被引量:6
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作者 黄胜 郑高翔 +3 位作者 黄荣华 蓝天凯 杨震寰 刘永丰 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期522-528,共7页
随着海拔升高,缸内气体密度减小,喷雾液相长度增加,高海拔环境下液态喷雾油滴会直接撞击活塞表面,形成柴油的附壁燃烧.结合具体的发动机参数,利用定容燃烧弹模拟发动机缸内喷雾和燃烧过程,通过高速摄像研究海拔对喷雾撞壁和燃油附壁燃... 随着海拔升高,缸内气体密度减小,喷雾液相长度增加,高海拔环境下液态喷雾油滴会直接撞击活塞表面,形成柴油的附壁燃烧.结合具体的发动机参数,利用定容燃烧弹模拟发动机缸内喷雾和燃烧过程,通过高速摄像研究海拔对喷雾撞壁和燃油附壁燃烧过程的影响.结果表明:随着海拔升高,3000 m以上会出现较明显的液态燃油撞壁,并发生燃油的附壁着火燃烧;海拔越高,附壁油雾面积越大,滞燃期越长,着火核心距离壁面越近.燃烧前期,在低海拔下,温度较低的壁面主要对碳烟氧化阶段起到了冷却作用;而在高海拔下,此冷却效果主要作用于滞燃期之前的蒸发和焰前反应过程.燃烧中期,壁面被喷雾火焰加热,冷却作用减弱;低海拔环境下的喷雾和燃烧过程在壁面附近不再形成低温碳烟层;高海拔环境下的喷雾过程则由于壁面附近的过浓混合气燃烧产生大量低温低亮度碳烟,且海拔越高,低亮度碳烟层越厚.燃烧后期,海拔的升高会导致壁面附近火焰的厚度和铺展范围增加,燃烧放热重心后移,对柴油机做功和热效率产生不利影响. 展开更多
关键词 柴油机 海拔 定容燃烧弹 附壁燃烧
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含水乙醇-空气预混层流燃烧特性的试验 被引量:5
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作者 张尊华 李格升 +3 位作者 沈宇 李龙欢 杨锐 高孝洪 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期59-64,共6页
在383,K、0.1,MPa的初始条件下,利用定容燃烧弹装置和高速纹影摄像系统开展了含水乙醇在不同的体积分数(水的体积分数为0~30%)和当量比(0.8~1.6)下与空气预混的层流燃烧特性试验.结果表明:混合气的无拉伸层流火焰传播速率和燃烧速率... 在383,K、0.1,MPa的初始条件下,利用定容燃烧弹装置和高速纹影摄像系统开展了含水乙醇在不同的体积分数(水的体积分数为0~30%)和当量比(0.8~1.6)下与空气预混的层流燃烧特性试验.结果表明:混合气的无拉伸层流火焰传播速率和燃烧速率随含水量的增加而降低;当水的体积分数小于30%,火焰速率的最大值出现在当量比为1.2附近,而在水的体积分数达到30%时,其最大值开始向1.0的方向移动;含水乙醇-空气火焰的马克斯坦长度和前锋面的稳定性都随当量比增加而下降,随含水量的增加而增加,并在当量比为1.6时,马克斯坦长度由正值变为负值;无量纲的层流燃烧速率随水的稀释率呈线性下降,随当量比的影响不大. 展开更多
关键词 含水乙醇 定容燃烧弹 层流燃烧速率
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柴油喷雾火焰中碳烟颗粒形貌及纳观结构特性 被引量:5
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作者 贺鹏飞 李铁 +2 位作者 姜浩 王怡峰 吴刚 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期251-256,共6页
在定容燃烧弹内模拟柴油机上止点工作环境,进行喷雾燃烧试验.在环境氧体积分数为15%和21%时,用热泳探针在喷雾火焰不同轴向位置进行碳烟采样,用高分辨透射电镜(HRTEM)对样本进行观测和分析,研究不同环境氧体积分数对柴油碳烟颗粒形貌与... 在定容燃烧弹内模拟柴油机上止点工作环境,进行喷雾燃烧试验.在环境氧体积分数为15%和21%时,用热泳探针在喷雾火焰不同轴向位置进行碳烟采样,用高分辨透射电镜(HRTEM)对样本进行观测和分析,研究不同环境氧体积分数对柴油碳烟颗粒形貌与纳观结构的影响.结果表明:环境氧体积分数从21%降低到15%,碳烟基元颗粒的氧化过程受到抑制,基元颗粒平均直径和团聚物回转半径增大,微晶碳层片段长度减小,扭曲度增加,基元颗粒石墨化程度降低;在同一氧体积分数下,随着采样位置远离喷孔,基元颗粒直径和团聚物回转半径减小,微晶碳层片段长度增加,扭曲度降低,基元颗粒石墨化程度增加. 展开更多
关键词 柴油机 定容燃烧弹 碳烟颗粒 纳观结构
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天然气成分波动对其预混火焰传播特性的影响 被引量:4
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作者 张尊华 曾璇 +2 位作者 梁俊杰 王昭军 李格升 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期5209-5219,5379,共12页
利用定容燃烧弹试验平台和CHEMKIN PRO气相化学动力学软件,研究了常温常压和化学计量比下天然气成分变化对其层流燃烧速度和火焰不稳定性的影响规律。结果表明,天然气的层流燃烧速度随乙烷、丙烷和正丁烷含量的增加而上升,且乙烷的影响... 利用定容燃烧弹试验平台和CHEMKIN PRO气相化学动力学软件,研究了常温常压和化学计量比下天然气成分变化对其层流燃烧速度和火焰不稳定性的影响规律。结果表明,天然气的层流燃烧速度随乙烷、丙烷和正丁烷含量的增加而上升,且乙烷的影响效果最为显著。天然气-空气火焰的不稳定性随着乙烷、丙烷和正丁烷含量的增加而降低,正丁烷对火焰综合不稳定性的抑制能力与丙烷相近,且都强于乙烷。火焰结构分析表明,天然气成分波动时H基浓度峰值的变化最为显著,天然气的层流燃烧速度与火焰中OH基和H基浓度之和的最大值之间有较强的相关性。层流燃烧速度敏感性分析和净反应速率分析表明,天然气成分变化会影响其燃烧过程中重要基元反应的进行,通过正影响的基元反应和负影响的基元反应之间的竞争,火焰中H基的浓度峰值发生变化,乙烷含量变化对H基浓度的影响最大。 展开更多
关键词 天然气 成分波动 定容燃烧弹 化学动力学 预混火焰传播特性
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柴油含水乙醇乳化燃料物性及喷雾燃烧特性研究 被引量:3
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作者 张小卿 李铁 +3 位作者 郭涛 王斌 石奇 贺鹏飞 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期9-14,共6页
试验使用不同配比的柴油含水乙醇乳化燃料,对其理化、喷雾和燃烧特性进行了研究。随着柴油含水乙醇乳化燃料中含水乙醇含量的增加,乳化燃料的密度和运动黏度上升,表面张力略微下降,初始蒸馏温度下降,含氧量升高,十六烷值和低热值降低。... 试验使用不同配比的柴油含水乙醇乳化燃料,对其理化、喷雾和燃烧特性进行了研究。随着柴油含水乙醇乳化燃料中含水乙醇含量的增加,乳化燃料的密度和运动黏度上升,表面张力略微下降,初始蒸馏温度下降,含氧量升高,十六烷值和低热值降低。试验使用定容燃烧弹,在常温高压和高温高压环境下,对乳化燃料非蒸发喷雾、蒸发喷雾及喷雾燃烧的特性进行了测试。研究结果表明:随着乳化燃料中含水乙醇比例升高,非蒸发喷雾贯穿距和喷雾锥角变化不大;蒸发喷雾贯穿距和喷雾锥角略微减小,但无明显规律,而蒸发喷雾中液相贯穿距离明显增加;燃烧火焰自发光亮度逐渐降低,表征碳烟生成量逐渐减少;在900K环境温度、21%氧体积分数条件下着火滞燃期变化不大。 展开更多
关键词 内燃机 乳化燃料 理化特性 喷雾贯穿距 喷雾锥角 燃烧 定容燃烧弹
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柴油蒸发喷雾瞬态液相贯穿距模型及试验验证 被引量:3
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作者 周昕毅 李铁 王宁 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期8-14,24,共8页
考虑喷射初期喷嘴压力室内部压力建立过程,推导了适用于喷射初期的液相贯穿距模型。随后在定容燃烧弹内营造柴油机上止点附近高温高压氛围条件,采用背景光散射法试验研究了喷射压力、环境温度及环境密度对蒸发喷雾液相贯穿距发展历程的... 考虑喷射初期喷嘴压力室内部压力建立过程,推导了适用于喷射初期的液相贯穿距模型。随后在定容燃烧弹内营造柴油机上止点附近高温高压氛围条件,采用背景光散射法试验研究了喷射压力、环境温度及环境密度对蒸发喷雾液相贯穿距发展历程的影响,并将试验结果与模型进行对比。模型与试验结果表明:在喷射初期,液相贯穿距并非按照Hiroyasu模型预测的随时间t线性变化,而表现出一个加速过程,与t1.5成正比;随后由于喷雾破碎和喷嘴压力室内部建压完成,液相贯穿距与t0.75和t0.5成正比。 展开更多
关键词 柴油机 蒸发喷雾 液相贯穿距模型 喷射初期 定容燃烧弹
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直喷汽油机多孔喷油器喷雾闪急沸腾特性 被引量:2
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作者 吴坚 陈泓 +3 位作者 杜家坤 李钰怀 占文锋 林思聪 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期529-535,共7页
利用高速成像方法及激光光学诊断技术系统研究了不同边界条件下多孔直喷喷油器喷雾闪急沸腾特性,分析了环境压力、燃油温度、燃料成分及油束靶点布置等对汽油闪急沸腾的影响程度及范围,进一步明晰了喷雾发生闪急沸腾后空间形态的演变规... 利用高速成像方法及激光光学诊断技术系统研究了不同边界条件下多孔直喷喷油器喷雾闪急沸腾特性,分析了环境压力、燃油温度、燃料成分及油束靶点布置等对汽油闪急沸腾的影响程度及范围,进一步明晰了喷雾发生闪急沸腾后空间形态的演变规律.结果表明:降低环境压力和提高燃油温度可促进喷雾闪急沸腾的发生,对于试验用汽油燃料,环境压力每降低0.04 MPa与燃油温度升高10℃对喷雾的闪急沸腾影响效果相当.冷态射流喷雾与剧烈闪急沸腾喷雾在空间形态上存在显著差异,剧烈闪急沸腾喷雾在初始阶段时油束便出现整体塌缩,空间形态由空心锥状逐渐演变为实心锥状结构.少量乙醇组分的掺入对冷态射流模式喷雾形态的影响不大,但在过热条件下会使混合燃料喷雾的整体形态向闪急沸腾程度更大的方向发展.通过提高喷油压力,可降低喷雾闪急沸腾贯穿距离对燃油温度的敏感度. 展开更多
关键词 直喷汽油机 定容燃烧弹 多孔喷油器 喷雾闪急沸腾 空间形态 激光诱导荧光
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掺氢对乙醇-空气预混火焰不稳定性的影响 被引量:2
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作者 李格升 梁俊杰 +2 位作者 张尊华 杨锐 熊壮 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期787-791,共5页
利用定容燃烧弹高速纹影摄像系统所得到的向外传播球形火焰纹影图片,并结合火焰不稳定性理论分析了掺氢对乙醇-空气预混火焰不稳定性的影响规律.结果表明,随着掺氢量的增加,在稀薄混合时火焰不稳定性增加,表现为前锋面的裂纹加剧;而在... 利用定容燃烧弹高速纹影摄像系统所得到的向外传播球形火焰纹影图片,并结合火焰不稳定性理论分析了掺氢对乙醇-空气预混火焰不稳定性的影响规律.结果表明,随着掺氢量的增加,在稀薄混合时火焰不稳定性增加,表现为前锋面的裂纹加剧;而在浓混合时呈现相反的变化趋势.可燃混合物的热扩散不稳定性与综合不稳定性随掺氢量的变化趋势一致;流体力学不稳定性不影响热扩散不稳定性与综合不稳定性的变化趋势,它随掺氢量的变化取决于火焰厚度和热膨胀比的综合变化。 展开更多
关键词 乙醇 氢气 定容燃烧弹 球形火焰 不稳定性
原文传递
乙醇-空气预混层流燃烧速度的试验研究 被引量:1
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作者 张尊华 李格升 +1 位作者 梁俊杰 熊壮 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期128-132,共5页
利用定容燃烧弹装置和高速纹影摄像系统开展了不同初始温度、初始压力和当量比下乙醇与空气预混的层流燃烧速度的试验研究,并通过线性回归给出了层流燃烧速度的表达式.结果表明:混合气的无拉伸层流火焰燃烧速度随当量比的增加先增加后降... 利用定容燃烧弹装置和高速纹影摄像系统开展了不同初始温度、初始压力和当量比下乙醇与空气预混的层流燃烧速度的试验研究,并通过线性回归给出了层流燃烧速度的表达式.结果表明:混合气的无拉伸层流火焰燃烧速度随当量比的增加先增加后降低,并在当量比为1.1附近取得最大值;火焰燃烧速度随初始压力的增加而降低,随初始温度的增加而增加.拟合公式和试验数据呈现较好的一致性,可用于层流燃烧速度的近似计算. 展开更多
关键词 预混火焰 层流燃烧速度 乙醇 定容燃烧弹 球形火焰 绝热火焰温度
原文传递
低温低密度下喷油压力对柴油喷雾火焰特性影响
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作者 高浩卜 马玉坡 张峥 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1128-1133,共6页
针对柴油机低温低密度工况着火困难问题,本文在723K、14kg/m3环境的定容燃烧弹上,对40、80、120和160MPa4组喷油压力试验。高速摄影直拍获取火焰图像,进行蓝、热焰分离和双色法分析。研究发现:低温低密度下,随喷油压力增加,火焰脱体长... 针对柴油机低温低密度工况着火困难问题,本文在723K、14kg/m3环境的定容燃烧弹上,对40、80、120和160MPa4组喷油压力试验。高速摄影直拍获取火焰图像,进行蓝、热焰分离和双色法分析。研究发现:低温低密度下,随喷油压力增加,火焰脱体长度增加,温度下降。喷油压力过高,气流“吹熄”和蒸发作用增强,不利于燃油稳定燃烧。 展开更多
关键词 柴油 喷雾 火焰 喷油压力 低温 低密度 定容燃烧装置 双色法
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