柴油机燃烧过程羰基化合物演变历程研究

利用全气缸采样平台,结合高效液相色谱(HPLC)技术,研究了柴油机燃烧过程中单循环燃烧中间产物羰基化合物的演变历程。结果表明,甲醛在燃烧过程中呈先增加而后迅速降低的变化过程,最大值出现在放热率峰值之前。C2-C4羰基化合物在燃烧放热率最高点之前急剧降低,之后开始升高,并在燃烧后期趋于稳定。此外,在任意燃烧阶段,随着碳原子数的增加,羰基化合物的量都逐渐降低。     

分子拓扑学方法估算多环芳香烃类化合物的电离能

在构建多环芳烃类化合物分子的邻接矩阵主对角元时,结合烷基极化效应指数考虑分子图顶点的性质,以分子碎片C、CH、CH2、CH3等的相对能量作主元,用分子拓扑学方法构建了多环芳香烃类化合物新的邻接矩阵.研究结果发现,新的邻接矩阵特征根与多环芳香烃类化合物的电离能有良好的相关性Ipi=4.756+2.870OMOi,R=0.9853,s=0.1765,n=446.用这种新方法估算多环芳香烃类化合物的电离能,所用参数少且为分子结构性参数,稳定可靠,计算简便,结果较满意.     

煤燃烧过程中铜对多环芳烃生成的影响

研究了两种燃烧方式煤燃烧过程中金属铜的添加对多环芳烃生成的影响。结果表明:随着铜煤质量比的增加,管式炉煤燃烧多环芳烃生成浓度是减少的;流化床煤燃烧多环芳烃生成浓度是增加的,但要小于管式炉条件下两个数量级。多环芳烃生成毒性分布类似于多环芳烃生成浓度分布。而单个多环芳烃生成有着较大区别,同燃烧方式、存在状态、铜的含量等有较大关系。在燃烧温度下,铜的添加主要对高环物质的催化作用较为明显。     

不同环数芳香烃激光诱导荧光光谱研究

为了更好地区分测量小分子芳香烃,利用一台Nd∶YAG激光器提供能量为0.085 J·cm-2、波长为266 nm的入射光。针对苯、甲苯、萘、菲、蒽、芘和屈不同环数的芳香烃,使用激光诱导荧光法研究了单一芳香烃及不同芳香烃混合物的荧光光谱。结果表明,芳香烃的苯环数是荧光发射光谱的主要决定因素;相同苯环数不同结构的芳香烃对荧光光谱范围基本没有影响;由于266 nm波长的吸收效率差异,导致相同环数的芳香烃的荧光光强存在差异;而且吸收效率相近且浓度相同时,环数越大,荧光光强越强。随着芳香烃环数的增加,荧光光谱波段和峰值都出现从紫外波段向可见光波段红移的现象,同时吸收效率相近时,荧光光谱范围变宽;一环至四环芳香烃的较好的荧光光谱区分范围分别为275~320,320~375,375~425和425~556 nm。针对不同芳香烃混合物研究表明,由于辐射能量传递机制导致混合物中有3环或4环芳香烃存在时,紫外波段的光被损失,所以1环或2环芳香烃混入混合物后,混合物中的1环或2环荧光光谱不能被检测到,但荧光光谱强度增大;当混合物中只包含3环和4环芳香烃时,荧光发射光谱具有两种芳香烃的特点;当混合物中存在3环和4环芳香烃时,荧光发射光谱和各自的浓度相关,从而可以一定程度区分不同环数物质。     

柴油机加氢降低多环芳烃的数值研究

为实现柴油机节能减排目标,结合燃料热解方法向柴油机中加入微量氢气是一种新思路.本文以数值研究方法,基于简化的包含多环芳烃生成的正庚烷氧化反应机理,通过三维CFD模拟方法研究了不同微量氢气添加量下柴油机燃烧室内的温度、压力曲线,以及典型多环芳烃生成曲线.计算研究结果表明,加入适当的微量氢气明显改善了柴油机燃烧室内的燃烧特性,并且可以使多环芳烃排放水平在一定数量级程度上得到减少.     

燃煤过程中多环芳烃污染物生成排放的影响因子研究

区分出影响燃煤过程中多环芳烃有机污染物生成排放的外因条件和内在因素。外因条件包括：锅炉燃烧温度及排烟温度;内在因素包括：炉前煤显微煤岩组成、挥发份及发热量。研究结果为煤燃烧有机污染控制提供了重要的基础信息和理论依据。     

EGR对高压共轨柴油机燃烧过程影响的可视化研究

以某高压共轨柴油机为样机,结合AVL 513D可视化研究系统,搭建柴油机缸内工作过程可视化研究平台,进行EGR对高压共轨柴油机燃烧过程影响的可视化研究。研究表明:通过所搭建的柴油机缸内工作过程可视化平台可以直观地分析柴油机缸内燃烧过程,为合理组织缸内燃烧过程提供依据。小负荷条件下,EGR率的增加(≤30%)可以有效地缩短着火延迟期,缸内氧浓度不断降低,燃烧火焰平均温度下降,高温强辐射区域的比例也减小,导致柴油机缸内燃烧持续期延长,缸内火焰熄灭的时刻推后。     

直喷式柴油机燃烧数值计算研究

以KIVA-3为计算平台,对4气门直喷式柴油机的早喷燃烧、预喷燃烧和传统燃烧三种燃烧方式工作过程进行了模拟计算,得以下结论:早喷燃烧方式因喷到缸壁的油量较多,受进气涡流影响较少,同时利用喷射效应改善缸内氧气分布,因此早喷燃烧比较完全。预喷燃烧方式仍以扩散燃烧为主,预喷油燃烧改变了主喷初期油注周围的组分分布与温度分布,从而改变主喷燃油的燃烧历程。进气涡流造成的缸内流场不均匀性是影响传统燃烧方式燃烧不完全的主要因素之一。     

纹影技术在直喷式柴油机燃烧过程研究中的应用

本文叙述了作者所设计建立的高速纹影摄影光路系统,给出了利用该系统所拍摄的纹影照片,并通过照片简单分析了柴油机缸内的喷雾和燃烧过程。结果表明,纹影技术是研究发动机缸内空气运动和喷雾燃烧过程的有效手段。     

直喷式柴油机燃烧系统均匀优化设计的多维仿真研究

以直喷式柴油机的动力性和经济性为优化目标,对柴油机燃烧系统进行了基于均匀设计的多维仿真研究。通过回归分析的方法,综合考虑了柴油机的进气系统、喷油系统和燃烧室形状等参数,得到了燃烧系统参数的最优组合。结果表明:均匀设计法能以较少的仿真计算次数得到优化结果;通过回归分析和回归方程的分析得出,涡流比、油束夹角,以及涡流比和油束夹角的交互作用对柴油机的动力性和经济性影响最大;均匀设计的优化结果准确可靠,因此均匀设计法可以用于柴油机的多维仿真研究;涡流比和油束夹角的交互作用对油气混合有较大的影响。     

直喷式柴油机燃烧过程及碳烟生成的初步计算

依据已简化的包含多环芳烃生成的正庚烷气相详细化学反应机理,基于专业流体解析软件FLUENT6.3对直喷式柴油机压缩、膨胀冲程内的自燃和燃烧过程进行了动态模拟,得到了缸内平均温度、主要反应物以及中间产物多环芳烃生成量随转角变化的特性曲线.在数值上,计算得到以苯环质量为主的多环芳烃总生成量水平比试验测量结果约高出1~2个量级,但是在随转角变化的特性上,计算与试验测量曲线定性趋势一致.针对特定转角时刻主要火焰结构参数的截面分布,分析研究了柴油机缸内化学反应特性与流体流动相互作用下的空间分布特征.通过耦合详细碳烟粒子动力学模型,对碳烟表象尺寸进行了初步模拟.     

生物制气-柴油双燃料发动机燃烧特性研究

各种农林废弃的生物质,经气化炉热解气化产生可燃生物制气,作为柴油为引燃燃料的双燃料发动机主要燃料,测量该发动机及柴油机在运转范围内的燃烧过程,并分析燃烧始点、最高燃烧压力及相位的变化规律。双燃料发动机与燃用纯柴油时的发动机相比,燃烧始点较迟,在低速大负荷时比柴油机气缸最高燃烧压力及最大压力升高率要大,在其余工况比柴油机要低。     

进气加入CO2对直喷式柴油机燃烧的影响

在直喷式柴油机上研究了进气加入CO2气体对其燃烧特性以及发动机性能和排放品质的影响.研究结果表明,进气加入CO2,柴油机的混合气形成过程几乎不受CO2气体加入量的影响,主要反映在着火延迟期随着CO2加入量的增加而变长,燃烧持续期缩短,燃烧最高温度降低.同时导致柴油机的最大爆发压力和压力升高率降低,并且其出现的位置后移,充气效率下降,排气温度上升.加入CO2后,NOx排放有较大下降,HC、CO稍有增加,烟度受到的影响不大.     

DMM燃料柴油机可控预混合燃烧的研究

本文介绍了在压燃式发动机上进行的预混合燃烧研究。在柴油机的进气道入口处安装了一个电控燃料喷射系统,喷入具有低十六烷值、低沸点的甲缩醛(DMM)燃料,在压缩冲程中形成均匀的混合气,并在上止点附近喷入少量柴油来点燃混合气。本文研究了预混合燃料比、发动机负荷、进气中CO2浓度和喷孔直径对发动机燃烧和排放的影响。试验结果表明,进气道喷射DMM的预混合燃烧能同时大幅降低NOx和碳烟排放,为降低柴油机有害排放提供了一种新途径。     

发动机采用柴油／甲醇组合燃烧的性能研究

分别在增压和自然吸气式高速直喷柴油机上采用柴油/甲醇组合燃烧方式进行研究.试验结果表明,采用组合燃烧后发动机和纯柴油燃烧发动机相比,尾气中NOx和碳烟排放显著减少,消耗燃料的比能耗降低,组合燃烧用燃料的使用经济性优予原机;仅未燃碳氢和一氧化碳较原机有所增加,但是由于排气温度高于催化转换器起燃温度,可以通过催化转换器将其转化.     

煤中钠元素赋存形态对亚微米颗粒物形成的影响研究

将原煤通过三步化学提取实验(水洗,NH_3OAc洗,HCl洗),然后通过浸溶实验(Impregnation Experiment),将煤中羧基(-COOH)中的H离子置换成Na离子.并将原煤、提取实验后煤和浸溶实验后的三种煤样在沉降炉中热解和燃烧,研究煤中钠的有机/无机赋存形态对其气化特征和亚微米颗粒物形成的影响.实验结果发现:提取实验后的煤样,Na元素大部分以硅酸盐形式存在,两种煤在沉降炉中的热解结果表明以硅酸盐形式存在于煤中的钠元素很难气化.浸溶实验后的煤样中,Na元素大部分以羧酸(COO-Na)的形式存在,两种煤在沉降炉中的热解实验结果表明以有机结合态存在于煤中的钠元素非常易气化.Na元素赋存形态对其燃烧过程中气化有重要影响,最终表现在亚微米颗粒物中的含量上.     

甲醇裂解气发动机燃烧过程研究

以一台点火式电控发动机为研究对象,利用气相色谱仪对裂解气的成分进行了在线检测,裂解气中除含有H_2和CO外,还含有一定量的CH_3OH蒸汽,三者的含量分别为:23.3%～46%,11.6%～23%和31%～65%;对不同转速和负荷下的气缸压力进行了测量,并计算了其压力升高率和放热率,结果表明:裂解气发动机的最高燃烧压力和压力升高率及最大放热率与裂解率有关。对于裂解率低的工况,由于裂解气的放热较汽油慢,最高燃烧压力和压力升高率及最大放热率也较汽油低;而对于裂解率高的工况,由于裂解气中含氢量的增加,使裂解气的放热较汽油快,裂解气的最高燃烧压力和压力升高率均高于汽油。