喷孔形状对柴油喷雾燃烧及碳烟特性的影响

基于定压燃烧弹系统,通过纹影法和碳烟辐射光法的同步光学诊断技术,针对圆柱形和渐缩形两种形状的单孔喷油器,对比分析了两种喷孔在不同环境温度、喷射压力的工况下喷雾燃烧及碳烟生成特性.结果表明:两种喷孔形状在不同环境温度和喷射压力下,喷孔形状对喷雾贯穿距和喷雾锥角的影响较为微弱,由于圆柱形喷孔内部的空化作用,在喷嘴出口处湍流动能增加,致使圆柱形喷孔喷雾锥角较大,喷雾贯穿距较小;由于相对较低的喷油速率,圆柱形喷孔的火焰浮起长度略短;通过碳烟辐射强度分析可以看出,喷孔形状对碳烟的生成产生显著影响,圆柱形喷孔的碳烟初始位置距离喷嘴更远,其由于易产生空化效应,能改善燃油与空气混合,降低火焰中碳烟的生成.     

柴油机喷嘴内涡线空化特性的实验与数值模拟

柴油机喷嘴内涡线空化是一种不同于几何诱导空化的两相流动,对随后的喷雾雾化具有重要影响.基于可视化试验和数值模拟方法,针对两渐缩锥形孔柴油机喷嘴内部的涡线空化现象展开研究.结果表明:涡线空化有针阀-喷孔型和喷孔-喷孔型两类,它们起源并沿着旋涡核心发展,且其强度依赖于旋涡核的涡量大小.同时,针阀-喷孔型和喷孔-喷孔型涡线空...     

新能源科学与工程专业人才培养探讨

新能源科学与工程专业作为国家确定的战略性新兴产业相关本科专业于2010年首次建立,与之配套的培养方案、课程安排等还处于起步探索阶段。作为第一批设立新能源科学与工程专业的院校,江苏大学具有很好的研究基础和教学积累。论述了国内高校开设新能源专业的重要性,提出了新能源科学与工程专业的培养方案,包括培养目标的介绍、该专业课程的基本设置构想的表述以及指导性教学计划的组织实施,总结了该专业培养计划所具有的特色。     

柴油机Urea-SCR尿素喷射过程参数优化及数值模拟研究

建立SCR尿素喷射及催化反应器的三维物理模型,得到在各种不同工况下,排气速度和温度对尿素液滴分布及组分浓度分布均匀性影响,并优化了尿素喷射位置和角度;同时设计安装一款简单紧凑型的混合器,对加装混合器后的氨浓度分布进行了分析,并结合试验归纳出尿素喷射过程对NOx转化效率的影响因素。研究结果表明:排气速度的提高影响喷雾的形态,液膜的生成主要发生在低温低转速工况;改变喷射位置和喷射角度对均匀性影响不明显;安装混合器可以明显改善氨浓度均匀性及转化效率,分别提升0.89%和92%,液膜有一定程度的增加,压力损失600Pa,控制在一个相对较低的水平。     

甲醇/正辛醇/HCB混合燃料喷雾燃烧特性

基于定容燃烧弹系统,通过纹影法、OH*化学荧光法与背景光消光法及自然辐射光法两套同步光学诊断技术,针对3种不同甲醇添加比例的甲醇/正辛醇/加氢催化生物柴油(HCB)混合燃油,对比分析了不同环境温度、喷射压力下喷雾燃烧特性．结果表明：3种燃油由于反应活性和含氧量的不同,在相同工况下着火延迟期和火焰浮起长度随甲醇比例的增大而增加,使得着火后的喷雾贯穿速度降低．通过对着火延迟期和火焰浮起长度经验公式的拟合,发现混合燃油的着火延迟期、火焰浮起长度与化学当量比的燃油混合分数呈正相关,而火焰浮起长度与燃油的十六烷值呈负相关．所有燃油的火焰浮起长度均小于液相长度,整个燃烧过程中均处于火包油状态,这使得燃烧促进了液相燃油的蒸发,导致着火后液相长度更短．纯生物柴油由于较短的火焰浮起长度和较高的反应活性,其燃烧导致的液相蒸发最为明显．     

单颗粒海藻生物质在流化床内燃烧试验与数值模拟

在小型流化床试验台上研究海藻颗粒(条浒苔)的流化床燃烧试验,条浒苔颗粒在流化床中先进行脱水和挥发分的燃烧;接着发生焦炭燃烧,其燃烧过程符合缩核模型,炭核由外向内逐层燃烧,灰层半径几乎不变。通过对不同燃烧时间收集的焦炭颗粒剖面的SEM扫描电镜观察,进一步确定燃烧过程,发现随着燃烧的进行,颗粒内孔隙增大,微孔表面粗糙,局部甚至出现融化。最后建立条浒苔单颗粒在流化床内燃烧的数学模型,模拟结果与试验对比基本符合。     

垂直多孔喷嘴内部空穴两相流动的三维数值模拟分析

对完全发展了的空穴流动建立起多维空穴两相流动数学模型,对多孔垂直喷嘴进行了喷孔内部空穴两相流动的三维数值模拟。首次提出将计算区域的出口边界延伸至气缸内部,以减小出口对喷孔内部求解区域的影响。对针阀偏心时各喷孔内部空穴流动特性进行了深入的分析研究,阐明了喷孔内部空穴流动特性及其对喷孔出口流动分布的影响乃至对喷雾油束雾化所产生的作用。     

基于不同势函数的正构烷烃物理性质分子动力学模拟

采用分子动力学模拟详细比较了4种常用势函数对正构烷烃物理性质预测精度的影响,提出了一种新的修正力场并对其进行广泛的验证,验证主要包括饱和两相密度、饱和蒸气压和自扩散系数等热物理和输运性质．之后,将改进力场应用于二元组分燃料热物性研究中,探究了不同混合比例条件下通过每种组分加权平均的方法估算混合物饱和热物性的准确度．研究发现,改进力场对正庚烷和正十二烷物理性质的预测与实验值较为吻合;在温度较低、正庚烷摩尔分数较高或者温度较高、正庚烷摩尔分数较低的工况下,通过加权平均得到的饱和物性值较为准确．     

正戊醇/正十二烷二元燃料着火及燃烧特性

为了探究正戊醇/正十二烷二元燃料着火及燃烧特性,在高温高压定容燃烧弹中采用自发火焰发光法、纹影法、甲醛平面激光诱导荧光法以及OH*化学发光法研究了正戊醇/正十二烷二元燃料P20D80的着火延迟期、火焰发展、燃烧中间组分以及火焰浮起长度．结果表明：在相同工况下,与正十二烷(D100)相比,P20D80的总着火延迟期和火焰浮起长度更长,且两者的甲醛信号都在火焰浮起处的下游位置被逐渐消耗;P20D80的甲醛初生时刻延迟了100μs左右,可很好降低碳烟生成;与D100相比,在不同的环境温度工况下,P20D80的化学着火延迟期更长,但随着喷射压力的增加,P20D80的化学着火延迟期先大后小;此外,在相同工况下,P20D80物理着火延迟期与正十二烷物理着火延迟期的差值随着环境温度升高而略微升高,但随着喷射压力的增加而降低．