基于米勒循环发动机的缸内流动优化

采用三维计算流体力学软件STAR-CD对某米勒循环发动机进行数值模拟计算,分析进气道喉口附近截面积、燃烧室进气鼻梁区气门遮蔽以及活塞顶凸台高度和凹坑直径对米勒循环发动机缸内瞬态滚流比和湍动能的影响。结果表明:优化进气道喉口附近截面积、燃烧室进气鼻梁区气门遮蔽以及活塞顶凸台高度和凹坑直径能够提高缸内滚流比和湍动能,3种优化方案对缸内流动改善的效果顺序依次为进气道、活塞和燃烧室。     

四气门天然气发动机缸内瞬态流场数值模拟

采用K-ε双方程模型对四气门天然气发动机进气道及缸内的瞬态流场进行数值模拟，模拟了发动机进气、压缩及燃烧过程。结果表明：四气门发动机缸内涡流由外向内形成；缸内平均湍动能强度在进气冲程中总体呈先增大后减小的趋势，压缩冲程中耗散作用使湍动能降低，但挤流作用使气缸中部的湍动能升高；进气过程中存在流动分层，为改善小负荷时发动机性能，天然气应尽可能在进气冲程中、后期进入气缸；缸内涡流中心的位置和气流速度梯度对火焰径向传播的均匀性有很大影响。     

涡轮增压直喷汽油机缸内流场、混合气形成和燃烧数值模拟及试验

建立了发动机3D模型,在发动机进气道上采用了一个滚流控制阀片,以控制发动机气流运动。通过计算流体力学(CFD)软件计算缸内流场随曲轴转角的演变和发展过程,评估了缸内的滚流运动和湍动能。模拟了在当量空燃比条件下缸内混合气的浓度场分布,分析了缸内燃烧过程。研究结果表明:采用滚流控制阀在2 000r/min、0.2MPa和1 750r/min全负荷工况下能够有效提升缸内滚流比,并且在压缩行程末期增强了湍动能,有助于提升燃烧速率,改善燃烧。通过设计特殊形式的活塞顶面,对喷雾进行引导,避免了燃油喷雾直接碰撞在缸壁。燃烧模拟的缸内压力曲线与实际发动机台架测试的结果吻合性较好。     

超高滚流对高热效率汽油机燃烧过程影响研究

以某自然吸气高压缩比直喷汽油机为研究对象,利用一维软件和三维软件对汽油机的工作过程进行了数值模拟,探究了超高滚流进气系统在高热效率燃烧系统中对燃烧性能的趋势性影响。研究中设计了三款不同滚流比气道和四种计算方案,对不同计算方案的瞬态滚流比、瞬态湍动能、缸内速度场、当量比分布、放热率和缸内平均压力等进行了对比分析。研究结果表明:滚流比的大小影响缸内混合气的分布和湍动能的强度,较强的滚流比可以将更多能量保留到上止点附近,提高点火时刻缸内平均湍动能,从而影响缸内燃烧,进而影响发动机的性能;带凹坑的活塞形状设计可以使湍动能在不同滚流比下都保持在相对中心位置,使火花塞处在湍动能较高区域,有利于点火之后火焰的迅速传播;在此燃烧系统中,滚流比增大到一定程度后,缸内的平均压力峰值难再提高,对性能的增益已接近极限,过高的滚流比对发动机性能的提升已无明显作用。     

天然气发动机进气道改进设计与性能仿真计算

利用仿真和试验相结合的手段,研究柴油机改制成气体机后其气道的改进方案及对发动机缸内流动的影响,并以此确定优化方案。试验结果表明,将螺旋气道改为切向气道之后,其流通性能变好,缸内气体湍动能增加,能够满足点燃式天然气发动机对缸内流动的需求,改善燃烧过程和发动机性能。     

可变涡流对直喷汽油机进气流动特性影响数值模拟

建立了带可变涡流进气道的缸内直喷汽油机(GDI)三维数值模型,利用数值模拟方法分析了可变涡流GDI发动机在2 000 r/min全负荷工况下,涡流调节阀开启和关闭不同状态的进气以及混合气形成过程。得到了进气流动变化、湍动能的发展等重要信息,评价了缸内滚流对混合气浓度分布的影响,结果表明:通过涡流阀开启和关闭可以改变进气门周围进气流动速度分布,进而调节缸内滚流强度,进气流动对缸内燃油分布有着显著的影响。在低转速时,涡流阀关闭使缸内滚流强度明显提高,是相同气门升程涡流调节阀开启时的4~6倍;通过关闭涡流阀产生的大滚流强度加快了缸内燃油雾化速度,有助于在点火时刻缸内形成浓度均匀一致的混合气。     

某微型商用车发动机进气系统设计开发

为匹配某微型商用车,对某型发动机的进气系统进行了优化设计开发,开发对象为进气歧管与缸盖进气道。根据总布置条件确定了歧管气道的长度,通过CFD分析确定了歧管的最终优化方案。设计了一个增强进气滚流的进气道,稳态分析确认其流量系数基本持平,滚流比大幅提升。进气系统的瞬态分析表明,新状态进气系统在1000～4 000r/min能明显增加进气量,进气道能够有效组织进气滚流,大幅增加压缩末期缸内湍动能水平,有利于改进燃烧过程。对根据新设计的进气系统制作的样机进行了台架试验,结果表明发动机在1 000～4 000 r/min扭矩提升明显,中低转速下油耗率也显著降低,额定功率降低3kW,符合整车设计要求。     

气道和燃烧室形状对汽油机缸内流场影响的计算研究

为探究气道及燃烧室形状对汽油机缸内流场的影响,以某1.4L多点进气道喷射(MPI)汽油机为研究对象,利用AVL-FIRE软件对原机进气道形状进行稳态数值模拟计算,并对原汽油机在2 800r/min最低比油耗工况点进气及燃烧过程进行瞬态数值模拟计算。基于计算结果对进气道及燃烧室形状进行优化设计,提出4种计算方案,对优化前后各计算方案的缸内速度场、湍动能场、火焰前锋面密度和瞬时放热率进行对比分析。结果显示:改进气道的滚流比明显高于原机气道;结合改进气道,进气侧凸起活塞能够更好地维持滚流;在点火时刻,改进气道结合进气侧凸起活塞这一计算方案的缸内湍流分布及湍动能优于改进气道结合大曲率凹坑活塞、原机气道结合原机活塞(压缩比12)与原机计算方案,点火后火焰传播速度最大,燃烧速度最快。优化进气道及燃烧室形状能够加强缸内气流运动,提高点火时刻缸内湍流强度,加速火焰传播,改善燃烧过程。     

天然气发动机进气及压缩过程三维仿真分析

为研究天然气发动机缸内气流运动及天然气混合规律,利用Hypermesh和AVL Fire软件对发动机的进气和压缩过程进行三维仿真,计算进气与压缩过程的流线分布和天然气质量分数分布。结果表明：进气过程中,滚流主要沿气缸纵向变化,随着高速气流流入,在气门下方生成2个滚流区,进气道一侧的滚流较远离进气道一侧的大,在活塞运行到下止点时滚流能量耗散,被涡流吸收;进气过程中,涡流主要沿气缸横向变化,在气缸顶部形成众多无规则的小尺度涡流,气缸下部气流趋于稳定,形成稳定的大尺度涡流;压缩过程中主要产生是滚流、挤流和湍流,活塞上移,涡流运动加强,形成较大尺度的滚流,活塞顶部接近气缸顶部时,产生挤流,挤流运动可以增加上止点附近的湍动能。     

提升乘用车汽油机燃烧系统性能的研究

应用稳态CFD数值分析和气道稳流试验方法对某乘用车汽油机的原气道和改进气道进行了分析。计算和试验均表明:改进的进气道比原进气道流量系数降低14%,但滚流比提高56%;改进的排气道流量系数比原排气道提高10%。燃烧室也进行了减小最远火焰传播距离和降低面容比的改进。基于改进前后的燃烧系统进行了进气和压缩两冲程的瞬态CFD分析,结果表明:改进后的燃烧系统在缸内能形成更规则的大尺度漩涡,而且缸内瞬态滚流比更高,湍动能也高于原燃烧系统。最后通过试验进行了验证,结果表明:在外特性上,改进燃烧系统的点火提前角比原燃烧系统在中低速提前3～5°CA,高速时基本一致。改进燃烧系统的中低速扭矩比原燃烧系统提高4%～10%,部分负荷燃油消耗率降低5%～9%,高速时两者差别不大。     

Unerroric of control of mutual compliance of the efficiency of hydrogen engines of unmanned vehicles in the conditions of mass production

The issues related to the reliability of hydrogen engines of unmanned vehicles and increasing the efficiency of using hydrogen as fuel when using the method of its production during the decomposition of hydrogen-containing molecules of liquid-phase organic compounds in a plasma discharge under the action of intense ultrasonic exposure are considered. Experiments have shown that as a result of decomposition in the acoustoplasma discharge of liquid hydrocarbons, solid-phase carbon-containing products are formed, chemical transformations occur in the liquid phase and hydrogen-containing combustible gas is formed. Hydrogen-containing gas can be used as fuel immediately after synthesis, i.e. it does not require separation, since in addition to hydrogen it contains only impurities of CO₂ and water vapor. The purpose of the study is to formalize the basic conditions for tightening the control of mutual compliance with the efficiency of hydrogen engines of the same series in the conditions of their mass production. Methods of mathematical statistics and hardware-software modeling were used in the study. The term “unerroric of quality mutual compliance control” is introduced to describe a set of hardware and software tools for such control. The principle of in-depth testing of the technical condition of such engines of one series is described in a multidimensional formulation of the quality control problem for three of their operating parameters at once. The conditions for increasing the mutual correspondence of the measured values of such parameters in the conditions of serial production of hydrogen engines are formalized.     

小型锅炉烟尘测试时锅炉出力的计算

锅炉烟尘测试时,必须对锅炉出力进行测试。但监测中,许多小型锅炉往往不具备相关的计量装置和仪表,为解决这一问题,文章提出了用烟气量和空气过剩系数来计算锅炉的出力的公式,在实际使用中,该方法简单易行,其结果和实测值具有很好的一致怀。     

MgO膨胀剂细度对MgO水化和水泥浆体膨胀的影响

基于《水工混凝土掺用氧化镁技术规范》中的Ⅰ型氧化镁（MgO）,研究了该型MgO膨胀剂（MEA）细度对掺粉煤灰水泥浆体膨胀性能的影响。即采用X射线衍射分析(XRD)及同步热分析（TG DSC）分析了掺MEA水泥浆体中MgO的水化性。结果表明,养护温度相同时,MEA的细度对水泥浆体内MEA中MgO的水化和水泥浆体的膨胀无显著影响,产生的膨胀均能补偿水泥浆体的收缩;MEA的细度可从试验设计采用的45 μm筛筛余15%左右增加到30%左右,这将有利于MEA生产企业的节能降耗。     

Heat of vaporization of mixtures

General expressions for the heat of vaporization of mixtures at constant pressure; at constant temperature; and at constant pressure, temperature, and composition are proposed. The last one is related to the liquid-vapor interface where steady vaporization or condensation is taking place. Numerical examples by the proposed expressions are shown for binary mixtures of HCFC22(R22) and (HCFC123(R123) © 1997 Scripta Technica, Inc. Heat Trans Jpn Res, 25(1): 12–24, 1996     

生物质催化热裂解技术的研究进展

生物质催化裂解是生物质热化学转化的一种重要途径。综述了生物质催化热裂解技术使用的反应器、催化剂类型,以及催化热裂解过程中热裂解温度、吹扫气、升温速率、生物质原料等条件的影响,展望了生物质催化热裂解技术的发展趋势。     

燃烧流化床气泡能量分布模型

应用瞬态谱分析方法对燃烧流化床声波信号进行了频谱分析,发现气泡能量分布呈Ｇａｍｍａ分布形式,在Ａｒｇｙｒｉｏｕｓ和Ｙｏｓｈｉｄａ等人提出的模型的基础上,发展了燃烧流化床气泡能量分布模型,并通过优化迭代对模型参数进行求解,在实验和理论的基础上得出了更加切合实际的燃烧流化床气泡能量分布模型     

中国煤炭地下气化技术的发展

本文综述了煤炭地下汽化技术的国内外发展现状,对我国“长通道、大断面”煤炭地下气化新工艺给予了技术经济评述,并提出了发展煤炭地下汽化技术的政策建议。     

促进城镇生活污水处理装置产业化

城镇生活污水处理装置是由农村户用沼气地发展演变而来，是一种小型、分散化处理污水的装置 ，是环境建设的需要。文章着重从我国环保政策及目标、生活污水造成的污染状况、急需整治的公共设施、生活污水净化装置的演变以及社会经济效益和环境效益等方面，阐述了其产业化的重要性。     

Review of theory of distortion and disintegration of liquid streams

Linear and nonlinear analyses of the instabilities and distortion of liquid streams injected into a gaseous media are discussed. The various fundamental mechanisms and the predictive capabilities for the distortions are emphasized. Round jets, planar sheets, annular sheets, and conical sheets are discussed in detail. The balance between capillary and inertial forces is primarily examined. The method for simplifying the analyses in the case of thin liquid sheets is discussed. The capabilities for representing the droplet size distribution that follows the stream disintegration are outlined.     

Investigation of effect of variation of cycle parameters on thermodynamic performance of gas-steam combined cycle

The paper deals with second law thermodynamic analysis of a basic gas turbine based gas-steam combined cycle. The article investigates the effect of variation of cycle parameters on rational efficiency and component-wise non-dimensionalised exergy destruction of the plant. Component-wise inefficiencies of the combined cycle have been quantified with the objective to pin-point the major sources of exergy destruction. The parameter that affects cycle performance most is the TIT (turbine inlet temperature). TIT should be kept on the higher side, because at lower values, the exergy destruction is higher. The summation of total exergy destruction of all components in percentage terms is lower (44.88%) at TIT of 1800 K & r_p,c = 23, as compared to that at TIT = 1700 K. The sum total of rational efficiency of gas turbine and steam turbine is found to be higher (54.91%) at TIT = 1800 K & r_p,c = 23, as compared to that at TIT = 1700 K. Compressor pressure ratio also affects the exergy performance. The sum total of exergy destruction of all components of the combined cycle plant is lower (44.17%) at higher value of compressor pressure ratio (23)& TIT = 1700 K, as compared to that at compressor pressure ratio (16). Also exergy destruction is minimized with the adoption of multi-pressure-reheat steam generator configuration.