用快速压缩机研究异辛烷燃料均质压燃的燃烧特性

利用快速压缩机研究了混合气浓度和进气温度对异辛烷均质压燃燃烧特性的影响。试验表明:随着进气温度的升高,燃烧始点提前,燃烧持续期缩短,最高燃烧温度升高,最大燃烧放热率增加,最大压力升高率增大,最大压力升高率出现时刻提前;随着可燃混合气过量空气系数的增加,燃烧始点延迟,着火温度升高,燃料的最高燃烧温度降低,最大放热率降低,最大压力升高率降低,最大压力升高率出现时刻延迟,燃烧持续期增加。     

二甲醚均质充量压燃简化机理研究

通过对二甲醚燃烧的详细化学动力学的研究以及温度敏感性分析,构建了一个涉及31种组分、49个基元反应的简化机理。该简化机理包括低温阶段、NTC区子机理、甲酸生成与消耗子机理和高温阶段子机理。通过分析过量空气系数、进气温度、压缩比对二甲醚均质压燃的影响以及重要组分的变化过程,验证了简化机理在缸内压力、温度、燃烧始点和NTC区等与详细机理的一致性。     

GDI发动机直接起动首循环着火和转动特性

为了促进发动机直接起动模式的成功实现,在一台四缸GDI发动机上研究了不同主动因素和被动因素对发动机首循环着火和转动特性的影响,并分析了在不同被动因素下使首循环能够可靠着火的主动因素控制范围和获得较好转动特性所对应的主动因素优化选取。研究结果表明:合理控制点火正时和过量空气系数能使首循环同时获得较高的燃烧压力及燃烧一致性。不同冷却液温度、轨压和活塞初始位置等被动因素下,保证首循环可靠着火的点火正时和过量空气系数范围也存在一定的差异。并且,不同被动因素下需分别选取适当的点火正时和过量空气系数才能使首循环获得较高的转动速度,促进发动机直接起动模式的实现。     

液化石油气HCCI燃烧反应机理简化与分析

利用大型气相动力学计算软件包CHEMKIN,以温度敏感性和反应速率分析为基础,对液化石油气HCCI燃烧详细化学动力学模型进行了机理简化,得到一个包含33种组分和93个基元反应的简化机理.并对简化机理与详细机理不同边界条件下的缸内温度峰值、压力峰值、着火时刻进行了对比分析,结果表明,在较广的进气温度、进气压力、压缩比、燃空当量比范围内简化机理与详细机理能够保证基本吻合.     

汽油机冷起动过程富氧燃烧试验研究

为了研究进气中O2体积分数对汽油机冷起动过程燃烧与排放特性的影响,试验对一台单缸汽油机分别提供O2体积分数为21%、23%、25%、27%和29%的富氧空气,对比分析冷起动最初60 s内的缸内压力、放热率和排气温度,以及HC、CO和NOx排放.研究结果表明,随着进气中O2体积分数的增加,汽油机冷起动过程燃烧与排放状况均有明显改善,着火更早、燃烧更快、缸内压力峰值和放热率峰值更大;同时,富氧燃烧可提高排气温度,大幅降低HC和CO排放量,减幅分别达88.5%和93.6%,但NOx排放量随O2体积分数增加而加速增大.     

贵州无烟煤的燃烧特性和NOx排放特性试验

为了探究氧量及温度对贵州无烟煤的燃烧特性及NOx排放特性的影响,选用粒径为58～75 μm的贵州无烟煤,利用一维沉降炉进行相关试验.研究结果发现,贵州无烟煤NOx排放量随着氧气量的增加而增加,当过量空气系数大于0.9后增幅趋缓;随着燃烧温度的上升,NOx生成量增加,在达到1 400 ℃后,由于生成大量热力型NOx,NOx排放量呈指数型大幅增长;氧量主要影响贵州无烟煤在燃烧过程的0.2 s之前以及2.0 s之后的NOx生成量,对于0.2～2.0 s的主燃烧区域的NOx生成量影响不大.研究认为氧量是影响贵州无烟煤NOx排放及燃烧的最主要因素,燃料型NOx对温度并不十分敏感.     

油页岩半焦焚烧处理干馏废水热态试验

以油页岩干馏半焦作为油页岩干馏废水焚烧处理的辅助燃料,干馏半焦的主要性质测试表明本次试验所采用的样品着火温度为358℃,燃尽温度为610.5℃,能够满足作为焚烧废水辅助燃料的要求。在一座热输入功率为90 KW的鼓泡流化床焚烧试验装置上进行油页岩干馏废水焚烧试验,考察床温、过量空气系数和一二次风比等条件对燃烧的影响。结果表明,燃烧效率随着床温的升高而升高;随着过量空气系数的增加,燃烧效率先上升后下降;在过量空气系数不变的情况下,随着二次风比例的增加,燃烧效率呈上升趋势;焚烧炉实际运行时过量空气系数可取1.3左右,一二次风比选为80/20,密相区床温控制在850℃-950℃。     

乙醇燃料均质压燃发动机的试验研究

利用进气预热和废气再循环(EGR)控制方法,在由CA6110柴油机改造的单缸发动机上进行了以乙醇为燃料的均质混合气压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)试验研究。结果表明:在过量空气系数λ=1~9时,发动机可以实现HCCI燃烧,但由过量空气系数和EGR率表示的HCCI工作范围受爆震和部分燃烧的限制。乙醇燃料HCCI燃烧最大平均指示压力可达到0.6 MPa,指示效率可达到60%。在HCCI燃烧中只产生少量的NOx,但是未燃HC和CO的排放较高。     

多孔介质微燃烧器预混燃烧的数值研究

开发了带有回热夹层的多孔介质微燃烧嚣,对其预混燃烧性能进行了数值模拟,研究了燃烧功率和过量空气系数对微燃烧器的出口尾气温度、燃烧效率、壁面温度和热损失率的影响.结果表明:在较宽的燃烧范围内,微燃烧器具有较高的燃烧效率和较低的热损失率,而且随着燃烧热功率和过量空气系数的增大,微燃烧器的外壁面温度和热损失率反而减小;多孔介质微燃烧器的最佳燃烧功率为200 w,最佳的过量空气系数范围为2.5相似文献   

混合气质量对乙醇发动机均质压燃燃烧特性的影响

在一台经改造而成的单缸均质压燃(HCCI)发动机上,以乙醇为燃料研究了不同循环供油量和废气再循环(EGR)率对HCCI燃烧的动力性、经济性和排放性的影响。结果表明:乙醇燃料HCCI燃烧有较高的指示热效率,最高可以接近60%;最高平均指示压力Pmi为0.6MPa;过量空气系数a和EGR率的合理组合可以有效控制HCCI燃烧的着火正时和NOx排放,但是EGR的加入会导致HC和CO排放增加。     

H2S对CH4着火延迟及还原NO影响的数值模拟

为探究硫化氢(H_2S)在常压范围内对甲烷(CH_4)燃烧特性的影响,采用化学动力学软件CHEMKIN-PRO中的0-D和PFR反应器研究H_2S浓度、过量空气系数、压力和温度对CH_4点火延迟及还原NO的影响,并通过敏感性和生成率分析揭示其化学动力学机理.模拟结果表明:H_2S的存在促进活性基团(H,O,OH,HO_2,HO_2和H_2O_2)的生成速率,从而缩短预混气点火延迟时间,且在低温下的影响作用更加明显;预混气点火延迟时间随着过量空气系数的增大而减小;压力增加亦有利于缩短点火延迟时间. H_2S可降低CH_4/H_2S还原NO的温度,主要由于H_2S降低CH_4的反应温度,使还原性基团CH_i在较低温度下产生;但同时H_2S的存在,在一定程度上降低NO的还原效率,且在贫氧气氛中的影响更为显著.     

缸内燃油喷射发动机碳烟生成机理特征分析

为精确计算压燃式缸内燃油喷射发动机中的碳烟生成,提出了新的计算模型. 不同的燃烧室区域应用不同的计算模型,当区域温度T<1 500 K,只计算气体状态下生成的碳烟前驱物PAHs;当区域温度T≥1 500 K,碳烟前驱物PAHs和源项均进行计算。计算前驱物PAHs利用修改的F-M模型,碳烟源项的生成包括碳烟的起始、生长、氧化以及聚合。同时认为温度和过量空气系数是影响碳烟生成的最主要因素,即在温度T>1 500 K,过量空气系数Ф<0.6才能产生碳烟. 新的计算模型移植在KIVA-3V源代码中,计算了直喷式发动机在不同喷射时间、不同轨压下的碳烟瞬态值,并用试验验证了该模型. 给计算直喷式柴油机生成的碳烟提供了新的方法.     

W型辐射管的燃烧优化以及流固耦合分析方法研究

采用Fluent软件模拟W型辐射管内部流体的燃烧状况,在不同空气过剩系数、不同燃气流量以及不同空气预热温度工况下,对辐射管内燃烧流场进行了数值模拟,得出合理可行的空气过剩系数、燃气流量和空气预热温度.在此基础上通过流固耦合分析求出辐射管的结构变形及应力分布.比较全面地对辐射管进行了分析,对类似问题具有一定的参考价值.     

过量空气系数对燃煤锅炉SNCR脱硝的影响

为探究NOx超低排放规律,数值模拟研究了总过量空气系数、主燃区过量空气系数对某330 MW燃煤锅炉NOx排放的影响。结果表明,炉膛内速度流场和温度场具有协同性,且协同程度越高,温度上升越快,其NOx生成也越多;NOx沿着环状温度场集中生成,并富集在炉膛四周。主燃区喷尿素可有效降低炉膛内整体NOx浓度。对比喷尿素前后发现：NOx浓度随总过量空气系数减小而变小;主燃区过量空气系数越小,NOx浓度也越小,最佳主燃区过量空气系数为0.92。     

亚临界煤粉锅炉流体流动和燃烧的数值模拟

以一300MW Hg1025/18.2-YM13型亚临界自然循环、四角切圆燃煤锅炉为研究对象,应用可实现化k-ε湍流模型、颗粒相随机轨道模型、即混即燃气相燃烧模型、P-1辐射换热模型,根据燃烧测试试验得到的边界条件,运用FLUENT软件对锅炉炉内流体流动和燃烧过程进行了三维数值研究。模拟预测结果与试验结果吻合较好,温度分布规律和趋势与试验研究结果一致。运用该模型对炉内速度场、压力场、温度场以及燃烧释热场进行了多场耦合仿真,并全面系统地研究了各种操作参数对炉内燃烧工况的定量影响规律,确定了燃烧器和锅炉合理的操作参数:过剩空气系数为1.2、一次风率为20%、一次风温度为608K、二次风温度为620K且均匀投粉。在该条件下炉内温度分布较合理,煤粉能正常稳定地燃烧,炉膛高温区较集中,炉膛出口温度合理。     

雾状钠火事故分析程序的模型优化研究

钠冷快堆是一种目前被快速推广的快中子反应堆。钠作为冷却剂,具有很好的传热性能,但由于其化学性质活泼,与水、空气反应剧烈,故应考虑液态钠的喷射泄漏及其引发的火灾问题。采用钠喷射试验数据,基于NACOM程序分析了雾状钠火事故的结果,发现在不同初始温度的工况中,NACOM程序对于压力、温度的预测结果与试验结果差异较大。分析了存在差异的原因。通过嵌入基于化学反应动力学的预混燃烧模型及蒸汽膜复合阻力模型,对原程序中的预混燃烧模型及液滴运动阻力模型进行了优化测试,改进了程序的预测结果。     

各因素对热风炉理论燃烧温度的影响

应用热风炉燃烧过程中物料平衡和热平衡的计算方法，研究了煤气和空气预热温度，空气过剩系数，煤气热值等对热风炉理论燃烧温度的影响，分析了提高理论燃烧温度的方法和途径。     

煤粉分级燃烧对炉内燃烧过程影响的试验研究

为了考察炉内燃烧过程的变化特性，研究了2.11 MW四角喷燃煤粉炉的煤粉分级燃烧效果.试验采用的锅炉燃料分级百分比为20%，二级燃烧区过量空气系数取0.95.一级燃烧区和燃尽区过量空气系数取1.10.结果表明, 与未进行分级燃烧的基础工况相比，煤粉分级燃烧试验炉二级燃烧区和炉膛出口温度增高，锅炉NOx排放体积比降低45%. CO、CO2和SO2在应用分级燃烧后的炉内变化复杂，但其排放体积比未发生较大改变，甚至略有下降. 分级燃烧使锅炉固体不完全燃烧损失(SICL)有一定程度增加, 该煤粉分级燃烧是一种清洁燃烧技术.     

Combustion and energy balance of aluminum holding furnace with bottom porous brick purging system

For acquiring the details in aluminum holding furnace with bottom porous brick purging system, efforts were performed to try to find out the potential optimal operation schemes. By adopting transient analysis scheme and constant boundary temperature, combustion in the furnace was investigated numerically using computational fluid dynamics (CFD). The predicted gas temperature shows good agreement with the measured results, and the predicted energy distribution of the furnace is consistent with that obtained from energy balance experiment, which confirms the reliability of the numerical solution. The results show that as the fuel-air mixture temperature rises up from 300 K to 500 K, the energy utilization of the furnace could increase from 34.55% to 37.14%. However, as the excess air coefficient increases from 1.0 to 1.4, energy utilization drops from 34.55% to 29.56%. Increasing the combustion temperature is the most effective way to improve the energy efficiency of the furnace. High reactant temperature and medium excess air coefficient are recommended for high operation performance, and keeping the furnace jamb sealed well for avoiding leakage has to be emphasized.     

边界条件对乙醇HCCI发动机燃烧的影响

利用发动机循环模拟软件BOOST,并使用详细的化学反应动力学机理,建立了乙醇HCCI发动机的单区模型。模拟计算结果与试验结果吻合得较好。利用该模型研究了气门流量系数和缸内壁面温度对燃烧的影响。模拟计算结果表明,该HCCI发动机的气门流量系数不宜取得很大,在较小的流量系数下HCCI的燃烧变得柔和;而改变壁面温度相当于对进气加热,促进了燃烧。