壁面参数对发动机微燃烧室氢气/空气预混燃烧的影响

根据微尺度燃烧室内氢气和空气的预混燃烧过程,利用STAR-CD计算软件建立微燃烧的物理和数学模型,在试验验证的基础上模拟壁面导热系数、壁厚和外壁面传热系数等壁面参数对氢气和空气预混合燃烧的影响。结果表明:靠近燃烧室入口处的火焰中心温度随导热系数减小而增加,出口处混合气体的温度随导热系数减小而降低;随着外壁面厚度增加,外壁面温度降低,壁面温度分布更均匀;随着外壁面传热系数增加,燃烧室内火焰温度降低,出口处的气体温度和外壁面温度相应降低。     

预热温度对微尺度燃烧影响的分析

针对微尺度燃烧的特点,在传热分析的基础上,建立了微型管内氢—空气预混合气的燃烧模型,针对不同的预热温度对0.2 mm微管内氢气空气预混燃烧的影响进行了研究。结果表明:对于0.2 mm微管,较高的混合气入口温度使得燃烧效率提高,火焰中心更靠近燃烧室入口。但是,由于壁面热损失,火焰中心温度增加幅度不大,燃烧室出口温度降低幅度较大。为了实现较高的微尺度燃烧室的能量转化,需要火焰有较高的出口温度,这样,就需要较合适的入口温度,而不是越高越好。     

定容燃烧模拟装置内氢气绝热理论燃烧温度的计算

进行了定容燃烧模拟装置内氢气绝热理论燃烧温度的热力学分析和计算,在定容燃烧弹内,实际的燃烧过程是定容过程而不是定压过程,应在定容绝热条件下进行氢气绝热理论燃烧温度的计算,氢气的定容绝热理论火焰温度和定压绝热理论火焰温度是不同的,在化学反应平衡方程式所需的化学计量浓度附近,其燃烧温度和压力都达到最大值。     

催化微燃烧室内氢气和氧气预混合燃烧特性

针对带催化的微燃烧室内部氢氧预混合燃烧过程,利用CFD计算软件建立模型进行数值模拟,在实验验证的基础上改变入口参数,分析了表面反应与气相反应的相互作用以及催化反应对火焰吹熄极限的影响。结果表明,表面反应对气相反应中间产物的消耗会使气相反应强度减弱;在催化剂表面附近的反应以表面反应为主,在远离催化剂表面的反应以气相反应为主。催化剂的添加能够极大地拓宽火焰吹熄极限,在当量比为1.0时,催化燃烧室和无催化燃烧室的吹熄极限分别为46、22 m/s。在当量比为1.0时,表面反应强度最高,此时燃烧室出口截面温度最高。     

农用柴油机燃油的喷射及影响喷射过程的因素分析

<正>柴油机燃烧过程是柴油机实际工作循环能量转换的一个关键性环节。要组织好柴油机燃烧过程,必须从燃油、空气与燃烧室等各方面创造条件,如:空气量要足够;空气在燃烧室内应有足够强的涡流与紊流;喷油时空气要有足够的高温和高压以保证燃料及时迅速地着火与燃烧;要有适合的燃料,其自燃着火性能与压缩比相适应;燃料应不易积碳,不会引起腐蚀;要有适当的供油量与供油规律;燃料喷射的雾化质量和燃料在燃烧室的分布要合适,不滴油;燃烧室的结构应该促进空气与     

单缸柴油机节能四法

1.采用直喷燃烧系统 我国农用单缸柴油机多数采用分开式燃烧室(涡流式、预燃室),国外单缸柴油机大多采用直喷燃烧室,采用直喷燃烧室比分开式燃烧室一般可降低燃油耗8％～15％。 2.采用油量校正装置 目前,单缸柴油机油量校正的主要方法有两种。一种是液力校正法,常     

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。     

实验研究气体燃料掺烧氢气的火焰层流燃烧特性

开展了低热值气体燃料掺烧氢气的实验研究。搭建了定容燃烧弹实验系统,分析了不同初始条件下低热值气体掺氢燃料的火焰层流燃烧速度的变化趋势。实验结果表明,增加初始压力会降低火焰的层流燃烧速度;增加初始温度会提高火焰的层流燃烧速度;掺氢比的增加会提高火焰的层流燃烧速度,但增加了火焰的不稳定性;当量比对火焰层流燃烧速度的影响比较复杂,一般浓混合气燃烧速度大于稀混合气。本文的研究为低热值气体燃料掺氢发动机的设计和开发提供实验依据。     

柴油机直喷式和分隔室式燃烧技术的工作过程及特点比较

柴油机里柴油的燃烧是靠压缩自燃的,产生自燃主要靠混合气浓度和合适的缸内温度。在能量转化过程中,直喷式与分隔室式燃烧技术各自的特点是: 1.直喷式的工作过程 活塞顶部有较大凹坑与汽缸盖、汽缸体共同组成燃烧室,燃油靠多孔喷油器在高压下(>18MPa)喷入燃烧室。汽     

谈发动机的爆震燃烧与表面点火

1．爆燃的成因 正常燃烧时,混合气在燃烧室内被压缩点火,火焰前锋从火花塞电极处向四周展开,火焰传播速度为15—30m／s。而爆震自燃形成的火焰中心所产生的火焰传播速度高达2000m／s以上,使未燃混合气以极高的速度燃烧。这种燃烧将会发生剧烈的压力增高,继而发生迅速的压力波动。压力波撞击气缸壁、活塞顶部,于是就发生爆燃特有的“咔咔”的尖锐的金属撞击声,即燃烧噪声。     

喷射器位置对天然气发动机燃烧特性的影响

以高压直喷天然气发动机为研究对象,借助计算流体仿真软件CONVERGE探究高负荷下喷射器布置对缸内燃烧及排放特性的影响.每种燃料(柴油和天然气)分别通过2个独立喷射器实现缸内高压直喷,设计了中心对称和左右对称两种布局方式,并基于每种布置开展喷射器距离对发动机性能的影响研究.结果表明:喷射器距离影响柴油火核与射流区的相对...     

生物质热解焦油燃烧试验系统设计与试验

生物质热解焦油作为热解炭化或气化过程的副产物,难以去除且危害较大。通过对热解焦油的理化性质分析,发现其具有较高的热值,燃烧后可以为热解设备提供热源,实现能量的循环利用。针对热解焦油雾化效果差、直接燃烧不稳定等问题,设计了二次雾化喷嘴,并提出一种生物质热解焦油伴气燃烧的工艺;采用一定量的热解气作为助燃剂,为热解焦油燃烧提供稳定的火焰,设计了热解焦油燃烧试验系统。燃烧试验表明,该燃烧器的焦油燃烧量为20~55kg/h,达到设计要求。当雾化空气压力为0.6MPa、热解焦油压力为0.2~0.4MPa、热解气压力为0.3~0.5kPa时,燃烧器燃烧稳定,火焰明亮。通过烟气分析仪发现燃烧烟气中CO和NOx含量较高,表明在燃烧室中的一次燃烧并未达到理想的燃烧效果。     

点火能量对CNG低压直喷发动机燃烧特性的影响

研制了一套可变能量的高能点火系统。利用该系统研究了点火能量对低压缸内直喷天然气发动机燃烧特性的影响。研究结果表明,增大点火能量,有助于改善低压缸内直喷天然气发动机的燃烧过程,加快火核的形成和初期火焰的发展,提高燃烧稳定性,但当点火能量增大到一定值后,继续增大点火能量对发动机燃烧性能的改善作用不再明显。     

内燃机燃烧模型的发展现状

利用CFD技术对内燃机燃烧过程进行数值模拟已成为内燃机研究的重要工具。选用恰当的燃烧模型对准确预测内燃机燃烧过程具有重要意义。内燃机CFD燃烧模型主要针对自燃、预混燃烧和非预混燃烧3种燃烧模式,其中有些模型可以同时模拟2种模式或3种模式。内燃机新的燃烧系统的不断出现促进了燃烧模型的发展。本文以STAR—CD和FIRE软件为出发点,介绍了内燃机燃烧模型的发展现状。     

废气再循环对HCCI发动机UHC和CO排放的影响

在中、低温化学反应分解链的基础上阐明了内部废气再循环(EGR)的作用,试验了火花点火和稳定燃烧在高EGR水平时的可能性,证实了第一阶段着火之前预燃反应的重要性,分析了未燃碳氢化合物(UHC)和CO的来源,指出了降低UHC和CO排放的有效方法,将预燃反应和可靠的火花点火、稳定的火焰传播与减少UHC和CO排放有效地联系在一起。指出了UHC和CO主要来自燃烧室余隙中的燃料,证实了影响UHC和CO排放的主要因素不是燃烧温度。     

天然气发动机点火室结构优化模拟研究

为改善大缸径稀燃天然气发动机的点火可靠性,在一台缸径为320mm的点火室式天然气发动机上,应用三维CFD软件CONVERGE进行了数值模拟,分析了点火室喷孔个数、锥形喷孔以及中心喷孔对天然气发动机燃烧和排放性能的影响。研究表明:7孔点火室火焰射流分布更为均匀合理,且在功率和排放上都优于原机;锥形喷孔方案有利于提高火焰射流的贯穿距,提高功率和热效率,并降低NOX排放;中心喷孔方案的优化效果与中心喷孔的直径有关,中心喷孔直径为1.5mm和2.5mm时,可以提高发动机功率并降低NO_X排放。     

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.     

柴油喷雾燃烧火焰内部碳烟采集与分析

为研究碳烟颗粒在柴油喷雾火焰内部的演变规律,在可视化定容弹喷雾燃烧系统中增加一种基于热泳原理的碳烟颗粒采集装置,获得了喷雾燃烧火焰内部的碳烟颗粒样本,并在高倍透射电镜下获得样本中不同尺度的碳烟形态图像。根据图像中碳烟宏观和微观形态结构特征分析了碳烟生成、聚合等演变历程。通过自行开发的图像处理程序,分析得到碳烟颗粒尺寸参数随喷射距离的变化特征。研究表明,该方法实现柴油机缸内高温高压特征环境下碳烟颗粒的采集与高倍电镜分析技术的有机结合,有效获取柴油喷雾火焰内部碳烟颗粒微观信息,为减少柴油机碳烟排放提供了重要研究手段和基础研究信息。     

基于改进粒子群优化神经网络的拖拉机排放方法研究

针对农用拖拉机排放污染严重的问题,特别是限制氮氧化物（NOx）和碳烟（Soot）的排放,以中国一拖集团某型号农用柴油机为研究对象,采用系统建模仿真、台架试验验证和仿真分析结合的方法对发动机排放优化进行了研究。首先构建了农用拖拉机燃烧室三维模型并导入CONVERGE进行燃烧排放模拟与仿真,通过对模型缸内压力、热释放率试验值与仿真值的对比,证明该模型具有较高精确度,能够较好地描述发动机内部燃烧排放过程。之后以燃烧室的缩口率、凸台深度、燃烧室深度为输入,以发动机NOx和Soot排放量为输出建立人工神经网络作为代理模型。计算决定系数R2和平均相对误差（MRE）来验证人工神经网络的精确度。然后在此基础上提出一种改进的粒子群优化算法,从而获得燃烧室缩口率、凸台深度、燃烧室深度的最佳参数组合,形成新的燃烧室结构并导入CONVERGE软件中进行排放模拟计算并与原燃烧室的排放量进行对比。结果表明采用新的燃烧室结构后能够降低发动机NOx和Soot排放,可为相关农用拖拉机燃烧室系统设计和开发提供参考和思路。