基于特征矢量的汽油机缸内气流运动特性研究

运用基于双特征角的气道稳流测试系统,对四气门电喷汽油机缸内不同测试平面内的气流运动进行了试验、分析及评价。引入特征矢量的概念,利用缸内滚流运动矢量轨迹图及不同气门升程下发动机缸内气流运动特征矢量表,分析了缸内不同气流运动形式的气流强度、作用平面、矢量方向,宏观地反映了缸内气体流场的运动特性及分布规律。在发动机进气系统的优化过程中,为组织缸内气流最优化作用区域及适当强度的气流运动,改善汽油机性能提供了新的方法和全面的数据依据。     

四气门直喷式柴油机缸内流场试验研究

通过螺旋气道与不同进口面积切向气道的组合试验，分析了各种组合进气系统的流通特性，发现通过改变切向气道进口面积就能很容易地实现涡流比的调节。利用热线风速仪对模拟缸内空气流动进行了测量，结果表明4气门柴油机进气过程中在远离缸盖的平面内形成稳定的旋涡，其涡流中心偏离气缸中心。揭示了4气门柴油机进气涡流的形成过程及缸内流场的特点，详细探讨了切向气道进口面积和气门升程对缸内流场的影响。     

气缸压缩压力过低和过高说明了什么

发动机气缸的压缩压力（以下简称“气缸压力”）,是指活塞压缩到达上止点时气缸内的气体压力。检测气缸内的压缩压力,可以了解气缸、活塞、活塞环、气门、气门座以及气缸垫的损坏情况及各气缸之间的压力差,这是检查燃烧室密封状况和判断发动机工作性能的非常重要的手段。     

基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照与CO2综合调控策略

针对目前温室光照、CO₂调控效益不高等问题,提出了一种基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照和CO₂综合调控策略。首先通过采集不同温度、光照强度、CO₂浓度嵌套下的蓝莓净光合速率,建立不同温度下包含光照强度、CO₂浓度的蓝莓净光合速率机理模型;接着根据不同温度下蓝莓光合速率机理模型的高斯曲率函数构造适应度函数,并采用粒子群算法进行最大值寻优,计算高斯曲率最大值所对应的光照强度和CO₂浓度,获得不同温度下光照强度、CO₂浓度高斯曲率最大点;最后基于多项式拟合,建立不同温度下光照、CO₂综合调控策略。通过与最大净光合速率饱和点的调控对比发现,平均光照强度下降60.73%,CO₂浓度下降25.00%,而平均净光合速率仅下降14.29%。与实际蓝莓净光合速率对比发现,采用本文提出的光照、CO₂综合调控策略,蓝莓净光合速率较实际值平均提高1.87倍以上。说明本文提出的光照、CO₂综合调...     

融合多环境参数的鸡粪氨气排放预测模型研究

NH₃是影响舍内肉鸡生长发育的主要有害气体,对其排放量的准确测量与预测有助于建立鸡舍环境调控模型,提升畜禽福利化养殖的水平。生产中,NH₃监测多采用电化学传感器,精度差且寿命短,较难直接获取NH₃排放量。结合NH₃产生和释放的机理过程,选择相对较易获取的CO₂排放量(E_CO2)和H₂O排放量(E_H2O)等环境参数建立NH₃排放量的预测模型。建立了肉鸡厚垫料养殖模式下,舍内鸡粪气体排放的模拟试验装置,连续多日向试验装置内投入等量鸡粪以模拟鸡舍每日粪便生成,监测温度、相对湿度以及CO₂、H₂O、NH₃排放量数据。基于多种机器学习方法和环境参数,构建了NH₃排放量预测模型,并运用特征和排列重要性探究参数重要程度,运用部分依赖图和个体条件期望图探究模型对参数的依赖关系。...     

以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO2路径研究

将生物质能源开发利用与碳捕获、利用与封存结合,可实现CO₂负排放,是能源领域降低CO₂排放的重要技术之一。生物质直接燃烧后产生的生物质灰理论上可吸收并永久封存CO₂,但其能否实现负碳排放还需进行深入研究。基于此,分别在自然状态（空气氛围）、中等CO₂初始分压（101.3 kPa）和高CO₂初始分压（300～1 400 kPa）条件下开展了生物质灰矿化CO₂试验,测试了生物质灰的CO₂矿化量,并评估了3种矿化路径的负碳排放量。结果表明,从空气中吸收CO₂时,生物质灰的CO₂矿化性能最差,40 d内的最高CO₂矿化量仅为60.66 g/kg。在中等CO₂分压101.3 kPa条件下,可最高实现121.68 g/kg的矿化量,而初始分压1 400 kPa下的CO₂矿化量可达216.85 g/kg。综合考虑矿化过程的能源消耗和生物质灰...     

CO2气肥在温室大棚辣椒栽培中的应用

CO₂是作物生长必不可少的主要原料之一,对温室大棚辣椒栽培中增施CO₂气肥,研究其对辣椒的长势、产量及抗病性的影响。结果表明增施CO₂气肥对辣椒生长、产量、品质及抗病性具有明显的促进作用,在其它栽培措施相同的条件下,向温室大棚中增施CO₂气肥,使温室内空气中CO₂含量晴天保持在500～700 ppm左右,阴雨天保持在400 ppm左右,可使辣椒产量增加25%左右。     

气候与种植结构变化对温室气体排放及灌溉需水的影响

针对气候变化和种植结构调整对黄淮海地区农业生产作用不明晰的问题,基于反硝化分解模型(Denitrification-decomposition, DNDC),采用情景分析法评估了气候与种植结构变化对黄淮海地区农业温室气体(CO₂、CH₄和N₂O)排放和灌溉需水量的影响。结果表明：从1995年到2015年,研究区气候向暖湿化方向发展,其中年均最高温度无显著变化,年均最低温度上升0.7℃,年降水量增长46.5 mm; 1995年研究区玉米、小麦和水稻种植面积分别约为7.9×10⁶、1.4×10⁷、2.9×10⁶ hm²;2015年3种作物种植面积均增大,而水稻、小麦种植比例减小。气候变化影响下,黄淮海地区农业温室气体排放增加,灌溉需水量小幅减小。与1995年相比,2015年CO₂、CH₄、N₂O排放强度分别增长至3 730.5、443.2、5.9 kg/hm²     

螺旋气道变截面进气的缸内充量分层模拟研究

构建了YN33共轨柴油机螺旋气道-气门-气缸的CAD模型,划分螺旋气道的进气口为不同进气截面,并通过在各个截面分区进气,以及时序分区进气实现缸内的充量分层。研究表明:变截面进气时,进气截面下半部进气量比上半部进气量多7%,而右下区的进气会在缸内形成较为均匀的分布,其它区域进气则会形成浓度场各异的分布特性。三段时序进气条件下,4个区域进气对缸内进气总量贡献的差异由前段进气与后段进气所决定,且后段进气影响更大;在分布特性上,进气截面右上区和右下区的前段进气会在缸内形成明显的上稀、下浓分布特点,而后段进气均会在缸内形成上浓、下稀的分布。     

气缸压缩压力的检测与应用

发动机气缸的压缩压力(以下简称"气缸压力"),是指活塞到达压缩上止点时气缸内的气体压力.通过检测气缸内的压缩压力,可以了解气缸、气门、活塞、活塞环以及气缸衬垫的损坏情况及各气缸之间的压力差,是检查燃烧室密封状况和判断发动机工作性能的非常重要的手段.     

工业烟气中CO2直接用于增施气肥的流动及扩散特性分析

工业烟气中的CO₂浓度较低,并且含有不同污染物,能否直接用作增施气肥存在一定的不确定性。为研究将工业烟气中CO₂直接用于农业生产中增施气肥的可行性,对工业烟气排放后的烟气特性、CO₂组成、污染特性进行了分析和评估。基于CFD数值模拟技术,对工业烟气在大棚内的CO₂扩散特性进行了模拟分析。研究结果表明,工业烟气中含有不同的污染物成分可能会对大棚内的环境空气质量产生影响,需经过合理评估并采取适当措施后方可满足农业生产的要求。基于燃煤电厂排放的烟气特点,在CO₂吸收速率为5×10?8 m3/s、烟气稀释倍数为100,控制进入大棚内的SO₂、NO₂、Hg、HF和PM等污染物浓度达到15 mg/m3、8 mg/m3、5 μg/m3、0.2 mg/m3和7.5 mg/m3时,可实现大棚内的污染物浓度达到环境空气质量标准的一级标准（GB 3095—2012）,并且CO₂浓度满足植物生长的浓度要求。不同入口布置方式对大棚内的CO₂浓度影响较大,采用两边和中间同时布点的方案可以较好实现CO₂浓度在大棚内的均匀性要求。因此,工业烟气中的CO₂直接用于农业生产具有可行性,但在实际应用中,应结合烟气中的CO₂浓度、植物的吸收速率、CO₂喷入位置、稀释倍数和污染物浓度进行综合评估,并应用于农业生产。      

实际气体效应对螺旋槽干气密封性能影响的数值分析

在干气密封的研究和设计过程中,一般将密封气体按理想气体处理.但在高压情况下,某些气体的实际效应明显偏离理想气体.以工业上常见的空气、CO₂(二氧化碳)、H₂(氢气)和N₂(氮气)为例,针对广泛使用的螺旋槽干气密封,利用CFD商业软件的三维数值模拟功能,考虑实际气体效应,并同时考虑了气体流经密封环端面时温度发生变化的情况,得到了实际气体效应对干气密封开启力和泄漏率等密封性能的影响规律.结果表明:在压力不超过4.6 MPa研究范围内,空气、N₂实际气体与理想气体的密封性能基本相同,而CO₂实际气体的开启力和泄漏率大于理想气体结果,H₂实际气体开启力和泄漏率则略微小于理想气体结果.实际气体效应对干气密封的泄漏率影响较大,对开启力的影响不大.     

发动机燃烧室通道结构参数对气流运动的影响

以分隔室式天然气发动机为研究对象,利用CFD多维数值模拟计算软件,研究了燃烧室通道结构参数对压燃式天然气发动机缸内气流运动的影响。计算结果表明,燃烧室通道截面积、通道倾角、通道形状、通道布置对气流运动的形式及气流速度均有较大的影响。     

电控喷射压缩点火天然气发动机特性的试验研究

设计开发了由PC机控制的天然气复合供气系统和具有低散热结构的分隔式燃烧室组成的新型燃烧系统,采用陶瓷电热塞和进气空气加热的辅助手段,实现了天然气发动机的压缩点火.并对影响压缩点火天然气发动机起动性能、运转范围的相关因素进行了试验研究.     

压缩点火天然气发动机工作性能试验

围绕影响单一燃料天然气发动机压缩着火启动、运转和排放特性的相关因素进行了试验研究。设计开发了新型燃烧系统,通过台架试验研究了不同的辅助加热温度、隔热措施、进气温度及EGR对着火燃烧及排放的影响。试验结果表明电热塞温度、进气温度及主副燃烧室之间的通道直径对发动机的着火和起动性有显著的影响;可以实现仅利用电热塞辅助加热即可在常温进气条件下起动发动机。合适的EGR率可以降低HC和NOx排放量,同时可以稳定天然气发动机的燃烧过程。     

2100型柴油机采用四角形缩口ω燃烧室燃烧系统的研究

在２１００型柴油机上开发了一种四角形缩口ω燃烧室燃烧系统,利用这种燃烧室的特殊结构可产生较强的挤流和涡流,加快了缸内混合气的形成和燃烧速度。通过延迟喷油定时,减少了预混合燃烧量,降低了ＮＯｘ排放和最大爆发压力。     

复合供气压燃式天然气发动机的燃烧过程

根据分层燃烧的理论,设计了分隔室复合供气式压燃天然气发动机。采用化学动力学与CFD耦合的方法,对该发动机在复合供气方式下的着火和燃烧机理进行了模拟计算。结果表明,复合供气模式下由于在主、副燃烧室中可形成较明显的温度分层和浓度分层,实现了分层燃烧方式,获得了较宽的运行范围,平均指示压力达到0.63MPa,比进气道供气模式约高50%。     

Climate change impacts on wheat production in a Mediterranean environment in Western Australia

The environment in which crops will be grown in the future will change. CO₂ concentrations [CO₂] and temperatures (T) will probably increase and a decline of winter rainfall is predicted for south-west Australia. To be able to adapt crop systems to a changing climate it is important to know how different aspects of climate change affect agricultural production and how they interact. In a full factorial design we studied how higher T (2, 4 and 6 °C) elevated [CO₂] (525 and 700 ppm) and five different rainfall scenarios affected wheat yield and grain protein. Effects of climate change were simulated with the Agricultural Production Systems Simulator (APSIM-Nwheat) using transformed historic weather data. Fifty years of yield and grain protein concentrations were simulated for three soil types at different locations on a north–south transect within the wheatbelt of south-west Australia.

Simulation results showed that there were complex interactions between different aspects of climate change on crop systems. Effects of higher temperatures, elevated [CO₂] and changed rainfall were in general not linear and differed significantly between soil types and location. Higher [CO₂] increased yield especially at drier sites while higher temperatures had a positive effect in the cooler and wetter southern part of the region. The main difference between soil types was that heavier clay soils are most vulnerable to reduced rainfall while sandy soils were more vulnerable to higher temperatures. Elevated [CO₂] reduced grain protein concentration and lower rainfall increased protein levels at all sites. Higher temperatures could both increase and decrease protein concentrations.

In the southern, higher rainfall part of south-western Australia, yield and gross margin will increase for all likely future climate scenarios. In the drier part of the region, negative effects of 15% reduced rainfall can be compensated for by a 2 °C increase in temperature and 50% higher [CO₂] concentrations. However due to the non-linearity of climate change effects a 30% reduction in rainfall cannot be compensated for by higher temperatures and [CO₂].     

汽油清净剂对发动机沉积物影响的试验研究

在M111发动机台架上,采用GB/T19230.6-2003中所规定的试验方法,研究不同油品对发动机进气阀、燃烧室等部位沉积物的影响。结果显示:对不含汽油清净剂的汽油,其沉积物严重,尤其是其进气阀沉积物严重,加入有效的汽油清净剂可降低发动机沉积物。     

燃烧室结构对天然气发动机燃烧过程的影响

为了研究燃烧室结构对天然气发动机燃烧过程的影响,模拟了浅盆形和涡流室式燃烧室结构的天然气发动机的进气、压缩及燃烧过程。给出了2种不同结构燃烧室的燃烧持续期、燃烧过程中缸内气流运动、火焰前锋面位置等,并对2种燃烧室进行了试验对比。模拟计算及试验结果表明,通过涡流室喷孔的约束作用,可以改善已燃气体和未燃气体之间的传热传质模式,提高火焰传播速度。