超紧凑燃烧室燃烧组织方式影响燃烧性能的数值研究

以试验室的超紧凑燃烧室设计模型为研究对象,用Realizable k-ε湍流模型模拟高速旋转湍流,用非预混燃烧的混合分数/PDF模型模拟燃烧反应。通过超紧凑型燃烧室在贫油燃烧、化学当量比燃烧和富油燃烧等不同燃烧组织方式下的燃烧温场、出口温度场品质、燃烧效率以及污染物排放等燃烧性能的对比分析,研究了不同的燃烧组织方式对超紧凑燃烧室的燃烧性能影响。贫油燃烧组织方式对环形凹腔内燃烧影响较大,对于当量比增大的富油燃烧组织方式,火焰在凹腔底部连通,并通过叶片径向斜槽与一次空气流混合并实现完全燃烧;贫油燃烧方式的燃烧效率、出口温度品质和污染物排放等燃烧性能较好。计算结果与他人试验结果在燃烧室中央区域符合较好,对UCC燃烧室设计具有参考价值。     

基于等效等熵指数的燃烧始点实时反馈与控制

针对压燃发动机燃烧相位的循环波动问题,开发了新一代集成缸压采集、燃烧状态反馈、燃烧控制和发动机控制功能的控制平台;提出了一种基于等效等熵指数一阶导数的燃烧始点检测算法;设计了循环内燃烧始点控制算法和循环间的燃烧始点控制算法。实验结果表明,基于等效等熵指数一阶导数的燃烧始点检测算法,能够实时检测燃烧始点;根据燃烧放热率规律提出的循环间燃烧始点控制算法,能够控制燃烧始点到目标值,减小燃烧始点相位的循环波动;提出的循环内燃烧始点控制算法,能够保持不同EGR率下主喷燃烧始点相位的一致。     

声能作用下的煤炭燃烧过程分析与实验

声能燃烧是以热声相互转换、相互作用原理为基础的一种新型燃烧方式. 煤炭在声能作用下的燃烧与传统的燃烧方式有很大的区别. 在声能作用下的煤炭燃烧特性不仅燃烧效率和燃烧强度高,而且燃烧烟气中污染物含量低,有利于大气环境保护.     

氧含量对高温燃烧过程的影响研究

应用湍流扩散燃烧火焰模型，研究了氧含量对高温燃烧过程的影响，计算表明，燃烧过程中，随着氧含量的增加燃烧室内温度差增加，在低氧含量燃烧时，燃烧室内温度较均匀，温度梯度很小，满足高温低氧燃烧的条件，为进一步研究高温燃烧过程中氧化物NOx的生成提供依据。     

Rijke 型燃烧对内部温度分布的影响

Rijke型燃烧是根据热和声相互转换、相互作用原理的一种新型燃烧方式.Rijke型燃烧装置利用热声效应使其内部温度分布与通常燃烧装置有很大区别．这种燃烧方式有利于强化燃烧,促进内部热交换,进一步提高燃烧效率     

单颗粒COM和COM雾炬燃烧过程的试验研究

本文通过对单颗粒COM燃烧和COM雾炬燃烧的试验来研究COM燃烧的特性。得到了COM液滴着火,燃烧以及爆裂的照片。进而测得了COM的着火时间和燃烧速度,并与重油、煤粉进行了对比。还把对单颗粒COM燃烧研究得到的结论和COM雾炬燃烧动力特性作了比较。着重研究了COM胞粒的形成过程,结构形态和燃烧性质。可以认为COM的燃烧能够达到接近燃油的燃烧效率。本文还对油、煤、水混合燃料燃烧进行了研究。     

水煤浆悬浮燃烧燃料氮的释放特性

减少水煤浆燃烧过程燃料氮的释放，可降低水煤浆燃烧产生的NOx．传统的水煤浆单滴燃烧实验方法不能真实反映水煤浆雾化悬浮燃烧的过程，提出并采用水煤浆雾化悬浮燃烧实验装置对神木水煤浆悬浮燃烧过程燃料氮的释放特性进行了研究，并在该实验条件下，获得了神木水煤浆悬浮燃烧燃料氮释放速率的实际变化模型。实验结果表明；不同温度条件下燃料氮的释放率随着燃烧时间的延长逐渐增加；但燃烧温度的不同燃料氮释放率的变化历程有所不同，降低水煤浆燃烧温度或减少水煤浆的燃烧时间，有助于减少水煤浆燃烧燃料氮的释放．     

火花点燃对乙醇HCCI燃烧稳定性的影响

针对实现均质压燃(HCCI)燃烧的难点之一:着火和燃烧的控制,在一台由柴油单缸机改造而成的乙醇燃料HCCI燃烧单缸试验机上实现了HCCI燃烧,研究了火花点燃对HCCI燃烧稳定性的影响。结果表明:HCCI燃烧方式的燃烧循环变动比火花点火燃烧低,燃烧速度快,热效率高,NOx的排放大幅降低。在HCCI临界温度工况下引入火花辅助点燃能提高燃烧稳定性,减少失火循环的产生;随着缸内温度逐渐高于混合气的临界着火温度,火花点燃对HCCI燃烧的影响逐渐减弱。     

电站锅炉燃烧稳定性诊断模型的研究

运用集总参数法建立炉膛的动态数学模型。应用前人提出的燃烧稳定性评价指数,该指数以燃烧过程能够克服的最大的燃料量的扰动来定量。通过仿真求出不同燃烧工况下对应的CSI值,以此作为评价燃烧稳定性的基准值,将实测的燃烧工况的CSI值与基准值相比较,据此对燃烧过程的稳定性做出评价。运行人员应以燃烧稳定性基准值为燃烧调整的目标,优化燃烧过程。     

缸内燃烧光电测量的可视化技术

利用光纤传感器对内燃机缸内燃烧进行了探测 ,并与以往常规压力传感器的测量结果进行了比较 ,探索了将光纤传感技术应用于燃烧测量的可行性。利用光强信号可实现同步探测燃烧过程的燃烧时刻、爆震燃烧、循环稳定性、火焰传播及成分分析等多项燃烧特征。图像光纤传感器是未来普及与实现燃烧深层次研究的有效手段。燃烧可视化对燃烧过程测量具有重要意义。     

甲醇机燃烧过程的研究

为了使甲醇机的经济性、动力性和循环变动获得进一步改善,笔者对甲醇机的燃烧过程进行了全面试验研究,并与汽油机进行了对比。本文仅就其点燃式甲醇机试验结果进行了分析、论述。试验结果表明:甲醇机的经济性、动力性比汽油机好,燃烧过程的循环变动远远小于汽油机。     

汽油机缸内富氧燃烧的试验研究

富氧燃烧是一种可以实现节约能源和降低污染物排放的内燃机燃烧技术.通过汽油发动机在同一工况工作时,使进气中氧体积分数分别为20.7％、23.2％和25.4％,实现富氧燃烧.研究不同的进气氧体积分数对汽油发动机的燃烧特性和排放特性的影响.研究结果表明：进气氧体积分数增加,发动机缸内压力和燃烧放热率升高,最高燃烧压力相位提前,降低循环波动,发动机燃烧工作稳定;同时减少THC和CO的排放,但NOx的排放量增大.     

内燃机理论循环有限时间热力学理论的发展

简要回顾了有限时间热力学理论的发展，着重介绍了内燃机理论循环的有限时间热力学理论，比较全面地论述了近二十年有限时间和有限尺寸约束条件下的内燃机热力过程和装置的性能优化问题，以及内燃机工作过程有限时间热力学分析的发展趋势。     

喷油参数对电控柴油机性能影响的仿真研究

利用发动机仿真软件,对1台电控共轨式柴油机的燃烧过程进行数值仿真,研究了喷油压力、喷油提前角等喷油参数对燃烧生成的NOx(氮氧化物)和碳烟的影响.结果表明:喷油压力和喷油提前角影响燃油的雾化质量和油气混合质量,进而影响燃烧过程和排放物的生成.该仿真计算对优化柴油机喷油参数、改善燃烧过程和降低排放具有指导意义.     

小型汽油机工作过程的数值模拟

为了研究液化石油气(LPG)发动机的燃烧特征及其影响因素,预测LPG发动机性能,分别对GY6汽油发动机和LPG发动机进行了数值模拟,通过实验分别测取了燃油和燃气的示功图,将实验结果与模拟计算结果进行对比,验证模型的可靠性.模拟计算是在分析火花点火发动机缸内湍流特性基础上,建立了发动机燃烧计算的双区模型,分别用汽油和LPG对GY6汽油机的工作过程进行了模拟,通过建立物性参数模型、传热模型、湍流卷吸燃烧模型、燃烧室几何尺寸计算模型等相应的子模型,实现了燃烧过程的计算;同时结合实验数据进行验证,实验表明计算结果合理,在小型汽油机性能预测研究中建立的准维湍流卷吸燃烧模型是可行的.     

燃烧室形状对天然气发动机缸内流动和燃烧过程的影响

结合4102低排放天然气发动机的开发,应用FIRE软件对4102发动机原燃烧室和2种新的燃烧室设计方案(楔形和弧形燃烧室)进行了建模和仿真计算,对比分析了燃烧室形状对缸内流动和燃烧过程的影响。结果表明,弧形燃烧室效果最好,与原燃烧室相比,在点火时火花塞附近气流速度低,初期火焰核心稳定,火焰传播速度快,燃烧持续期短,缸内最高压力比原始燃烧室提高12.7%,有利于提高天然气发动机性能。     

柴油机湍流扩散燃烧火焰面分形特性的研究

利用分形几何学的基本原理对柴油机湍流扩散燃烧火焰的表现特性进行了研究,对火焰前锋轮廓线进行了测量和分析,所得结果表明：柴油机中的湍流扩散燃烧火焰面也具有分形特性,从而实现了对扩散燃烧火焰面的定量描述     

乙醇燃料SI-HCCI-SI燃烧模式发动机的工作区域

为了研究火花点火和均质压燃两种燃烧方式的转换,在一台ZS1105柴油发动机的基础上通过改变压缩比、燃料供给方式和进气系统,采用进气预热成功实现了HCCI和SI两种燃烧方式的转换。试验结果表明:所开发的双燃烧模式发动机运行可靠,可方便地实现火花点火和均质压燃两种燃烧方式的转换,可作为研究这两种燃烧方式转换的平台。确定了乙醇燃料HCCI工作区域的上、下边界判断方法,得到了乙醇燃料SI-HCCI-SI燃烧的工作区域。     

氢在内燃机上的应用研究

为降低机动车尾气排放,推动氢内燃机的发展,实现社会经济的可持续发展,研究了氢在内燃机上作为代用燃料应用的理想性和氢内燃机的燃烧特性,指出了目前氢内燃机发展中亟须解决的异常燃烧、NOx排放控制和功率恢复等瓶颈问题.对于这些问题,可在实践中通过软件模拟和试验验证相结合的办法进行探索性解决.