一、燃烧室温度测量仪的研究(论文文献综述)
张浩[1](2021)在《基于煤基合成柴油与活化热氛围调控的内燃机高效清洁燃烧技术研究》文中研究表明随着燃油耗法规和污染物排放法规的日益严格,能源与环境的可持续发展成为全球关注的焦点。中国具有缺油、少气、多煤的能源结构特点,根据我国的资源分布情况发展替代燃料可以充分发挥我国地域辽阔和资源多样性的优势,因此清洁替代燃料的开发及合成技术得到了各界的关注。同时,内燃机各种新型燃烧模式对燃料特性以及分子结构提出了新的要求,传统燃油的理化性质难以与新型燃烧模式的需求相匹配。因此,根据新型燃烧模式的需求通过替代燃料灵活调整缸内活化热氛围、优化发动机燃烧过程至关重要,近年来通过油机协同技术实现内燃机高效清洁燃烧逐渐成为研究热点。本研究基于国家自然科学基金以及吉林省自然科学基金项目,针对煤基合成柴油在压燃式发动机上的应用问题,基于燃料理化特性与燃烧模式协同配合的思想,探究煤基合成柴油/丁醇混合燃料活性控制燃烧以及双燃料喷射活化分层燃烧、煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧对于压燃式发动机燃烧过程以及排放污染物的影响。配合进气参数和喷油参数等燃烧边界条件调整,探索通过燃料理化特性以及活化热氛围调整实现压燃式发动机高效清洁燃烧的潜力,确定与燃料特性以及燃烧模式相匹配的燃烧边界条件控制策略。同时利用光学可视化研究与数值模拟分析的手段,探究燃料理化特性与燃烧边界条件对于混合气形成、燃烧过程、火焰发展及污染物生成历程的影响机理与作用机制。研究中以一台电控高压共轨四气门柴油机为基础,基于开放式ECU搭建了具有进气道喷射以及缸内直喷两套燃油喷射系统的热力学发动机试验测试平台。自行设计搭建二级模拟增压系统以及冷却EGR系统实现进气参数的灵活调节,基于电涡流测功机、燃烧分析仪、高响应的瞬态排放分析仪构建了发动机燃烧及排放测控系统,实现了压燃式发动机的燃烧与排放实时测试与分析。基于一台四冲程单缸立式水冷发动机和高速摄像机搭建了光学可视化测试平台,实现了压燃式发动机缸内火焰发展历程的采集和分析。基于本研究中所采用的热力学发动机耦合煤基合成柴油化学反应机理搭建可实现煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧三维模拟仿真平台,为从化学反应动力学角度深入分析压燃式发动机燃烧过程创造了条件。主要研究内容及结论如下:1、试验研究了燃用煤基合成柴油与国VI石化柴油对压燃式发动机燃烧过程及污染物排放的影响,研究发现相对于低芳烃含量的国VI石化柴油,煤基合成柴油具有较高的反应活性、十六烷值过高,在压燃式发动机中燃用煤基合成柴油滞燃期缩短,预混合燃烧比例减小、预混合燃烧与扩散燃烧边界明显。由于扩散燃烧比例高,燃烧持续期延长,因此相对于燃用石化柴油,燃用煤基合成柴油能够降低发动机的NOx排放但其颗粒物质量排放有所增加。2、针对纯煤基合成柴油燃烧存在的预混合燃烧比例不足的问题,采用煤基合成柴油/丁醇混合燃料活性控制以及双燃料喷射活化分层的燃烧方式灵活调控缸内活化热氛围进而改善发动机性能,研究发现两种燃烧模式均有利于提高预混合燃烧比例、改善混合气形成,有利于降低颗粒物排放。其中煤基合成柴油/丁醇活性控制与活化分层燃烧中通入EGR能够显着降低引入丁醇带来的高NOx排放,缓解NOx排放与颗粒物排放的trade-off关系。丁醇汽化潜热较大以及燃烧相位推迟等因素导致煤基合成柴油/丁醇活性控制燃烧的热效率相对于纯煤基合成柴油燃烧较低。相对于煤基合成柴油/丁醇活性控制燃烧模式,进气道喷射丁醇、缸内直喷煤基合成柴油的活化分层燃烧模式能够调整燃料缸内空间分布实现混合气反应活性的分层,从而更加灵活的调控缸内活化热氛围以达到更高的预混燃烧比例,因此活化分层燃烧过程中燃烧持续期更短、热效率水平与纯煤基合成柴油燃烧相当。但活化分层模式在进气和压缩冲程中残留在活塞环与缸套之间的丁醇燃料难以完全燃烧会产生较高的HC和CO排放。通过优化燃油喷射策略以及EGR率,活化分层燃烧模式下丁醇比例为30%时的排放最优点相对于燃用纯煤基合成柴油的排放最优点NOx排放降低了49.5%,颗粒物排放降低了40.9%。3、利用基于光学发动机的可视化平台,对煤基合成柴油/丁醇混合燃料活性控制以及双燃料喷射活化分层燃烧模式下的火焰发展历程以及缸内温度场分布进行研究,发现煤基合成柴油/丁醇混合燃料活性控制以及双燃料喷射活化分层燃烧均能够有效降低压燃式发动机燃烧过程中的火焰面积和火焰自然发光度,缸内平均温度降低、温度场分布更加均匀,有利于降低碳烟KL因子进而抑制碳烟生成,其中活性控制燃烧效果更好。活化分层燃烧模式中进气道预喷的丁醇在压缩过程中开始低温反应先期形成了利于着火的自由基,能够加快煤基合成柴油的后期扩散燃烧速度。相对于活性控制燃烧仅在缸壁周围形成火焰团,煤基合成柴油/丁醇活化分层燃烧过程在气缸中心区域和缸壁周围均形成了明显的火焰团。4、为提高缸内燃烧反应活性梯度实现燃烧放热规律的灵活调控,进一步提高热效率实现高效清洁燃烧,采用反应活性及汽化潜热更低的汽油作为进气道喷射燃料,基于双燃料喷射热力学发动机对煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧模式进行了试验研究。研究表明,在进气道预喷汽油的双燃料喷射活化分层燃烧模式中,缸内直喷高反应活性的煤基合成柴油代替石化柴油能够增大混合气反应活性梯度,有利于进一步提高发动机指示热效率,同时有助于降低压力升高率峰值进而拓展活化分层燃烧模式的负荷范围。煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧模式中需结合发动机工况选择最佳的直喷时刻和汽油比例,在保证压力升高率不超限的基础上获得较高的热效率。通过燃油喷射策略优化,相对于石化柴油/汽油活化分层燃烧模式,采用煤基合成柴油/汽油活化分层燃烧模式使发动机指示热效率提高2%,同时压力升高率峰值和NOx排放分别降低了46.1%和20.1%。相对于纯煤基合成柴油直喷燃烧模式,煤基合成柴油/汽油活化分层燃烧模式的指示热效率提高了6.7%、颗粒物质量排放降低了19.8%而NOx排放变化不大。5、基于数值模拟分析平台,针对煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧模式下的燃料蒸发、雾化混合、燃烧过程及主要污染物生成历程进行了研究。结果表明,煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧模式中提高汽油比例有利于减少扩散燃烧比例从而使温度场分布更加均匀,当汽油比例超过一定限度时可以从温度场分布中明显观察到汽油自燃的过程。活化分层燃烧模式中在气缸中预混的汽油会提前进行低温反应为直喷燃料着火储备一定比例的活性自由基,有利于促进高温反应进行,抑制碳烟前驱物生成。提前喷油能够加速燃烧过程同时改善温度场分布的均匀性,早喷能够显着改善缸内油气混合情况从而抑制碳烟排放。
郝雪江[2](2021)在《不同壁面润湿特性下附壁油膜蒸发特性的研究》文中进行了进一步梳理内燃机被广泛应用于道路交通及非道路移动机械领域,是交通运输、工程机械、农业机械、渔业船舶、国防装备等领域最重要的动力来源。但是随着近年来世界范围内环保压力的持续加大,内燃机排放问题也被进一步放大,在众多制约燃烧可控性的因素中,有一种消极因素受内燃机自身工作方式限制无法从根本上被杜绝,即燃油湿壁现象。与外燃机不同,无论是压燃式或点燃式内燃机,燃烧被限制在有限空间内,因此不可避免的存在油/气与燃烧室壁面间的相互作用。虽然通过改善喷雾特性,组织气流运动可在一定程度上减少燃油湿壁,但不可能完全消除。此前的学者多采用替代燃料、降低壁面温度、改进撞壁距离、改善燃烧室形状、组织气流运动等方法来避免湿壁或者对湿壁现象加以控制和利用,但却少有进行不同壁面润湿特性下附壁油膜蒸发特性的研究,而对该过程的可控性研究则更鲜有报道。本文以内燃机的燃油湿壁现象为研究对象,探究不同壁面润湿性条件对正丁醇燃料撞击壁面后附壁油膜的铺展特性和蒸发特性的影响。主要搭建了材料表面加工平台、油膜厚度标定平台、激光诱导荧光燃油撞壁试验平台,并基于Python-Opency图像处理软件设计了油膜特性参数处理程序,进而对附壁油膜面积、附壁油膜厚度、附壁油膜质量等参数随壁面润湿性、温度的变化进行量化分析,主要进行了以下几个方面的试验和研究工作。设计并搭建激光诱导荧光燃油撞壁试验平台。主要包括:Nd:YAG激光系统、激光功率计、激光能量计、激光匀光片、带通滤波片、壁面智能温度控制系统、光学测试平台、高速摄像系统,完成整个试验平台的搭建和调试,保证试验平台的稳定性、安全性、准确性。采用激光诱导荧光法对不同壁面润湿性条件下的附壁油膜厚度进行了测量。通过检测荧光剂的强度就可以实现对油膜厚度的测量。油膜厚度与荧光剂的荧光强度的具体关系可以通过标定试验获得。油膜厚度的标定试验选择正丁醇-罗丹明B混合液为标定液,利用滴定管向石英玻璃板表面固定区域滴加标定液,待燃油扩散完全后,用一定厚度的塞尺实现固定,形成均匀、固定厚度的的油膜后,用高速相机记录标定试验图像,计算并得到油膜厚度与荧光剂的荧光强度标定曲线。利用基于Python-Opency图像处理软件设计了像素处理程序、灰度值处理程序、阈值处理程序、图像平滑处理程序、canny油膜边缘检测程序,进而对附壁油膜面积、附壁油膜厚度、附壁油膜质量等参数进行量化分析。利用本文自主搭建的激光诱导荧光燃油撞壁试验平台,研究了壁面润湿性和壁面温度对附壁油膜厚度、附壁油膜铺展面积、附壁油膜质量、附壁油膜蒸发速率的影响。
李依楠[3](2021)在《氢气/正丁醇复合多次喷射发动机燃烧及排放特性研究》文中研究表明为了解决国家所面临的能源短缺问题和环境污染问题,我们除了开发新技术来提高能源利用率和降低排放以外,还可以寻找高效清洁的替代燃料。丁醇燃料因为较为出色的理化性质和较为简便的工业制法,开始走进各国的视野。丁醇的辛烷值较高,抗爆性好,适合作为汽油机上的替代燃料,低热值略低于汽油,应用在汽油机上可以保证较高的动力性,火焰传播速度高于汽油,能够缩短燃烧过程,使可燃混合气燃烧的更加充分,同时丁醇燃料本身含氧,在优化燃烧的同时还可以降低发动机的微粒排放。但是丁醇燃料也具有十分明显的缺点,粘度大,蒸发雾化性质较差,饱和蒸气压低,汽化潜热较大,这样就会产生燃烧过程不稳定、循环变动较大、HC排放增加和冷启动困难等一系列的问题。而氢气作为一种清洁的可再生能源,具有着火界限宽、点火能量低和层流火焰速度快的优点,通过将丁醇燃料和氢气以复合喷射的形式注入气缸混合燃烧,形成优势互补,氢气在直喷时采用了二次喷射技术,既提高了发动机的动力性和燃烧特性,也降低了发动机的排放。为了研究氢气/正丁醇复合多次喷射发动机的燃烧和排放特性,本试验设计并搭建了丁醇进气道喷射,氢气缸内二次喷射的复合喷射发动机试验平台,设计和连接了高压氢气管路,并基于d SPACE快速控制原型系统搭建了二次喷氢模型,实现了对喷氢时刻、喷氢比例、喷氢压力等主要研究参数的精准控制,利用不同的喷射模式,在缸内形成不同的氢气分布状态,研究分析了不同的氢气分布情况对丁醇发动机燃烧特性、动力性和排放特性的影响。主要试验工作和相关结论如下:1)在进气冲程(240°CA BTDC)以缸内直喷的方式注入5%能量比的氢气,并和丁醇进气道喷射模式作对照,研究了氢气缸内直喷均质分布对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响。结果表明,在进气冲程直喷氢气,能在缸内形成均质的氢气分布状态,大大提高了燃烧过程中的快速燃烧期,提高了缸内温度,促进了燃烧过程,使得淬熄层的厚度变薄,降低了发动机的HC排放,但提高了发动机的NOx排放。2)在压缩冲程(75°CA BTDC)向缸内直喷5%能量比的氢气,并和丁醇进气道喷射模式作对比,分析了氢气缸内直喷分层分布对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响。结果表明,在压缩冲程直喷氢气,氢气会在火花塞附近形成氢气浓区,有助于形成稳定的火焰核心,大大缩短了燃烧过程的火焰发展期,进而加快了整个燃烧过程,提高了发动机的燃烧性能和动力性。3)研究了氢气缸内二次喷射模式下,二次喷射比例对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响。当第二次喷射比例越大时,火花塞附近形成了氢气浓区,缸内的均质氢气的浓度越低,快速燃烧期的时间越长,发动机的输出扭矩和平均指示压力越大,越能提高发动机的燃烧性能和动力性。排放方面,第二次喷射比例的增加降低了CO和未燃HC的排放量,提高了NOx的排放量,但当λ=1.2时,二次喷射比例的增大使未燃HC的排放量增大,NOx的排放量减小。4)在氢气缸内二次喷射模式下研究了二次喷氢时刻对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响。随着二次喷氢时刻的不断提前,燃烧过程中的火焰发展期和快速燃烧期都呈现出先减小后增大的趋势,发动机的输出扭矩和平均指示压力逐渐下降。发动机的排放并没有明显的随二次喷氢时刻变化的统一性规律。5)在二次喷氢工况下研究了喷氢压力对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响。随着喷氢压力的不断升高,燃烧过程的火焰发展期和快速燃烧期缩短,发动机的输出扭矩和平均指示压力上升,循环变动明显降低。排放方面,随着喷氢压力的不断提高,CO的排放量逐渐下降,NOx的排放量逐渐上升。
陈溯敏[4](2021)在《舰用燃机燃烧室头部结构参数对流场和雾化特性影响研究》文中研究表明燃气轮机有着输出功率高、使用寿命长、运行可靠性高等优势,可显着提升舰船的作战性能,为海上防护等工作提供技术支撑。对比主要海军国家和国内的舰用燃机发展现状可以发现,英、美、乌克兰等国已陆续研制出多种型号的舰用燃机,而国内则处于研制成熟率低、使用数量少,无法满足海军各型舰船发展需求的阶段。因此,开展舰用燃机研制工作具有重要意义。目前已服役的舰用燃机多是由航空发动机改型设计得到,但由于两类发动机在使用需求和燃料物性等方面存在一定差异,继续使用原燃烧室结构易出现喷嘴头部结焦、燃烧组织差、燃烧效率低、大量黑烟排放等问题,而解决上述问题的关键在于燃烧室头部结构的合理设计。针对以上问题,本文采用试验研究与数值模拟相结合的方法,系统分析了旋流杯结构参数对流场、雾化特性和温度场的影响规律,为燃烧室头部结构的设计优化提供了参考,主要研究内容和结论如下:(1)通过理论分析确定影响空气雾化喷嘴性能的重要结构参数,即旋流杯叶片安装角、两级旋流面积、文氏管喉道直径和套筒扩张角。在此基础上完成试验件和试验工装的设计加工,试验研究了上述结构参数对火焰筒头部流阻特性和三维冷态流场的影响规律。结果表明:适当增加叶片安装角可增大气流的径向与切向速度分量,这一效果有助于提高油气掺混质量;一级与二级旋流流通面积比的增加将导致高速脉动区域向内部移动,有利于燃油雾化,但回流区较窄、轴向速度较大,不利于火焰稳定和合理温度场的形成;随着二级旋流面积的增大,回流区直径增大,射流速度降低,有利于稳定火焰;套筒扩张段在一定程度上对旋转射流起引导作用,增大套筒扩张角可增强气流的径向扩散能力。(2)开展燃油类型、旋流杯结构参数和中心喷嘴与文氏管的轴向装配参数(燃油落点)对燃油雾化粒径与液相速度场的影响研究。试验结果表明,随着旋流杯头部压降的增大,燃油SMD(Sauter mean diameter,索太尔平均直径)不断减小,但减小趋势不断变缓。随着叶片安装角的增大,雾化粒径先减小后增大。当叶片角在36°附近时,燃油SMD较小。一级与二级旋流流通面积需相互匹配,二者共同影响燃油预膜与破碎。文氏管喉道直径影响了一级旋流强度及成膜质量,喉道直径与文氏管长度比在1.06-1.15内,燃油SMD较小。套筒扩张段限制雾化场径向扩张,其值过大或过小都会导致燃油SMD增大。燃油喷嘴与文氏管装配位置影响液膜破碎质量。同时,叶片角、二级旋流面积占比、套筒扩张角、喷嘴插入深度的增大,都将导致雾化锥角增加。(3)开展了旋流杯结构参数对模型燃烧室流场、出口温度场和燃烧室总压恢复系数的影响研究。数值模拟结果显示,旋流杯叶片安装角为36.5°时,燃烧室出口温度分布较优。两级旋流通道对气相速度场、液相浓度场和燃烧室内气量分配影响显着,为保证燃烧室出口温度分布合理,一、二级旋流流通面积比不宜过小。套筒扩张角对燃烧室头部气流射流速度、角度和回流区宽度影响显着。
李毅,徐华平,苏石川,李宇轩,殷杰[5](2021)在《高低型双涡流室双缩口燃烧室的排放特性》文中提出为优化某船用柴油机的燃烧室的"油-气-室"匹配,降低有害物排放,运用AVL Fire对原型燃烧室改用不同燃烧室进行额定工况模拟。结果表明,高低型双涡流室双缩口燃烧室能在上涡流室形成"飞轮效应",相对于原型燃烧室,不仅能增加功率,而且能降低NOX和SOOT的排放。对高低型双涡流室双缩口燃烧室设置不同的高低涡流室的半径比r/R和喷油夹角进行计算。结果表明:随着r/R从0.3增加到1.3,NOX和SOOT的排放量均先减少后增多;当r/R为0.7时,NOX和SOOT的排放量均最少。当喷油夹角为140°~165°时,随着喷油夹角的增大,NOX的排放量先减少后增加,随后再减少,最后又升高;SOOT排放量先减小后增大,随后再减小。
李毅[6](2021)在《高原条件下某型柴油机燃烧室的三维设计与油气室匹配优化》文中提出为了恢复某型柴油机的高原功率,基于三维数值模拟的方法,对高低型双涡流室双缩口燃烧室、双层分流式燃烧室、底部大涡流室燃烧室以及原型ω燃烧室等四种常用直喷式柴油机燃烧室进行高原适应性结构调整,并优化“油-气-室”匹配。调整的结构参数包括了高低型双涡流室双缩口燃烧室的径深比、上下涡流室的半径比,双层分流式燃烧室的径深比、余隙容积空间高度,底部大涡流室燃烧室的涡流室半径,原型ω燃烧室的缩口率、径深比。喷油参数包括了喷油夹角(同一竖直平面内两油线的夹角)、喷油提前角、燃料种类。在当前计算条件下的结果表明:1、高低型双涡流室双缩口燃烧室能够在上涡流室形成持久的纵向滚流与水平旋转的涡流,有利于混合气的形成,并在后燃期氧化SOOT,但在高原这种能力下降。随着燃烧室的径深比D/H的增大,SOOT排量呈先下降后上升趋势,而NOx排放量则先上升后下降,缸压峰值点逐渐下降,径深比D/H选择3.1左右为宜。随着上下涡流室半径比r/R的增大,NO排放先升高,后降低;而SOOT排放量先升后降再升高;缸压峰值点先升高后降低。r/R选择0.8-1.1为宜。随着喷油夹角的增大SOOT排放量先增加后持续减少;NO排放则呈w状,先后经历下降、上升、下降、再升高的过程;缸压峰值点先升高后下降。喷油夹角选择155°-160°为宜。2、双层分流式燃烧室能够提升缸内平均压力、降低NO排放,随着径深比的增大NO量逐渐增加,SOOT量逐渐减小,径深比选择2.9-3.1为宜。适当增大余隙容积高度可以降低NO与SOOT的排放,宜设定为2.05 mm-2.25 mm。随着喷油夹角的增大NO排放逐渐增加;SOOT排放逐渐减小;缸压峰值上升。喷油夹角的选择宜为155-160°。3、底部大涡流室燃烧室的涡流室的半径选择9.12 mm为宜。随着喷油夹角的增加,底部大涡流室燃烧室的缸压峰值点提升,SOOT排放降低,但是NO排放量增大,选择155°为宜。4、原型ω燃烧室喉口从缩口变成扩口,缸压峰值微升;NO增加;SOOT减少。随着ω燃烧室的径深比从小增大缸缸压峰值下降;NO与SOOT排放量均逐渐上升径深比选择2.2为宜。随着喷油夹角的提高缸压峰值逐渐上升、NO量增加、SOOT量减少。喷油夹角选择155°能够兼顾动力性与排放。5、各燃烧室适当地提前喷油均能显着提升缸内平均压力,降低SOOT排放。其中高低型双涡流室双缩口燃烧室优化潜力最强、底部大涡流室燃烧室优化潜力最低。6、高原环境下使用与纯柴油相同质量的B10能够同时提升缸内平均压力与降低SOOT排放。随着生物柴油的缸内掺混比例增加到20%,缸内平均压力、SOOT、NO均降低。其中原型ω燃烧室的NO排放降低潜能最大,从B10时的382.97 ppm降低到249.60 ppm,但是CO上升量最大,从2.96%至3.16%;高低型双涡流室双缩口燃烧室的SOOT降低潜力最大,从23.69 ppm下降到21.91 ppm。
王帅超[7](2021)在《分级配风对秸秆颗粒燃烧结渣及污染物排放影响规律的研究》文中指出生物质作为化石燃料最有前途的替代能源之一,具有可再生、低碳排放、对环境无害或者危害极小的优势,且资源分布广泛,适宜就地开发利用。但秸秆类生物质通常存在碱金属及灰分含量高等特性,燃烧时易产生污染物排放高、结渣的问题。为此,研制了额定喂料量为3 kg/h,额定功率为48×103k J/h的具有多层二次风配风结构的秸秆类生物质颗粒燃烧试验台。通过一二次风分级配风燃烧、二次风多层配风燃烧等调控方式,开展秸秆类生物质燃烧污染物排放(NOx、CO)和底灰结渣规律的研究,对不同工况下所得灰分及结渣的成分进行了分析,以得到较优的低结渣率、低污染物排放的燃烧运行工况。具体结果如下:在不分级配风燃烧、一二次风分级配风燃烧工况中,稻壳颗粒燃烧产生的NOx排放浓度较玉米秸秆低。玉米秸秆燃烧时,与对照组1及一二次风分级配风相比,不同二次风多层配风条件下烟气中NOx浓度较低,最低约140 mg/m3。NOx降低率在38%-53%之间,NOx减排效果明显,相反地,烟气中CO浓度较高。在4种二次风多层配风燃烧工况中,下、上二次风各占二次风总量1/2工况的NOx排放浓度和结渣率均较低,综合认为该工况对于玉米秸秆燃烧最优。利用酸碱比、碱性指数Alc、Na含量指数、硅比指数G等4种结渣指数与实际燃烧结渣情况对比,均不能正确预测因燃料区温度T1变化而引起的结渣倾向变化。为此,在硅比指数G中引入温度T1作为变量,修正后的Gt可以很好地对玉米秸秆颗粒的结渣倾向进行预测。稻壳燃烧时,二次风多层配风燃烧中NOx降低率总体水平在36%-41%之间,变化幅度不大,NOx减排效果不如玉米秸秆燃烧时明显。由于稻壳燃烧时没有产生结渣,因此以较低的NOx、CO排放浓度作为评价标准,最优工况为一二次风分级(60%,40%)时中二次风燃烧工况。玉米秸秆燃烧所得灰分及结渣中存在大量Si O2与KCl,稻壳燃烧所得灰中主要成分为Si O2和莫来石。在生物质燃烧试验台中,以玉米秸秆为燃料时,所有燃烧工况中燃烧效率均可达到98%以上,而由于稻壳具有较高的Si含量等原因,燃烧时燃烧效率最高达到97.78%。玉米秸秆和木质颗粒混合为燃料在设计的生物质燃烧试验台中燃烧时,随着木质颗粒混合比例的增加,出口NOx浓度呈现不断下降的趋势,在木质颗粒占总燃料量的50%、60%质量混合比例时,出口NOx浓度趋于稳定。玉米秸秆与木质颗粒按照1:1混合,燃烧具有良好的抗结渣效果。一二次风分级配风、二次风多层配风燃烧对于玉米秸秆与木质颗粒混合燃烧起到的降低结渣作用较小。综合来说,下、中、上二次风各占二次风总量1/3工况为最优工况。
陶成飞[8](2021)在《旋流预混燃烧热声不稳定的动态特性与控制研究》文中认为预混燃烧技术由于在降低燃烧过程中氮氧化物(NOx)排放方面的良好性能,在燃气轮机等工业燃烧领域得到了广泛的应用。但是预混燃烧技术在实现清洁燃烧的同时,很容易受到燃烧不稳定(也就是热声不稳定)的困扰。随着工业界对清洁、高效、耐用、可靠的燃气轮机的不断需求,燃烧热声不稳定已经成为阻碍先进燃气轮机燃烧室研发的关键。燃烧不稳定是由不稳定燃烧器内的声波和火焰热释放耦合引起的,火焰与声波的相互作用将在燃烧室内形成非定常的流动振荡,热声不稳定的振幅如果持续增大,将损坏燃烧室的结构或影响燃烧器的正常运行。燃烧不稳定与声学振荡、流体流动/混合振荡和火焰热释放速率振荡等因素有关。交叉学科和非线性的特点,使得燃烧不稳定的分析和控制具有非常大的挑战。与此同时,在预混燃烧室中,燃烧不稳定和NOx排放总是紧密相关的,有时降低了NOx排放,燃烧不稳定出现的概率却会增加。因此如何实现燃烧不稳定与NOx的同步控制是非常重要的。截至目前,在热声振荡条件下,火焰—流动—声学的耦合机理还没有完全研究透彻,相应的热声振荡预测模型也主要停留在实验室阶段。热声振荡的非线性动态特性及其主动或被动控制的研究,是制约高性能燃烧系统尤其是重型燃气轮机燃烧室研发的关键。为了探究预混旋流火焰热声振荡下的特点,并开展相应的主动或被动控制研究,本文搭建了实验室尺度的甲烷旋流预混燃烧试验台,该试验台能够很好的用于燃烧热声振荡的理论和实验研究。本文还设计了各种类型的热声振荡横向射流控制结构,用来研究横向射流参数对热声振荡和NOx排放的控制效果。为了优化横向射流控制的效果,本文还创新性的提出了使用富氧介质和过热蒸汽射流,得从而到了更好的热声振荡抑制效果和更低的污染物排放浓度。为了优化热声振荡的实时主动控制系统,本论文还通过一维数值模拟的方法研究了不同控制策略下热声振荡主动控制器和执行器的响应特点。首先,研究了热声不稳定条件下预混火焰宏观结构和NOx排放的特点。主要研究了甲烷火焰的两个变量影响:燃料流量和当量比。研究结果表明,火焰的当量比逐渐从0.5增大到1.0后,火焰的宏观组织结构发生了变化,火焰前锋的长度先降低后升高,火焰根部的平均长度也逐渐降低。随着燃烧器的热功率和当量比的增加,火焰平均长度增加。预混燃烧热声不稳定的变化图表明了燃烧室内存在热声振荡的模态迁移。在热声不稳定条件下,火焰前锋或火焰根部的温度和速度场严重影响了NOx的排放浓度。研究还发现,沿着燃烧器的径向方向,火焰内循环区和外循环区的峰值温度均发生变化。其次,研究了横向射流参数变化对燃烧热声不稳定的影响。横流射流法简单易行,能同时改变火焰的化学反应过程和燃烧室的流场,从而影响燃烧反应物的混合和涡脱落过程。本文研究了横向射流的流量、射流高度、射流方向、射流介质和射流温度等因素对热声振荡的影响。通过合理的横向射流参数设置,热声振荡的抑制比能够达到90%以上,氮氧化物的抑制比能够达到50%以上。同时还发现,相对分子质量大的二氧化碳气体横向射流控制效果要比氮气、氩气和氦气好。此外,实验过程中还发现了非稳态火焰的模态切换。横向射流能够改变火焰结构,火焰总长度随着射流流量的增加而减小,火焰前锋或火焰根部的长度也随着射流流量的增加而减小。再次,研究了富氧介质和过热蒸汽横向射流的协同控制效果,实现了燃烧热声振荡和NOx排放的协同控制。富氧和过热蒸汽横向射流能够改变燃烧室的温度场,降低NOx排放浓度,在富氧介质和过热蒸汽横向射流下,预混火焰的声波和火焰热释放速率都出现了模态迁移,但两者模态迁移的临界转折点不同。在高流速的横向射流作用下,预混火焰将会变得分散、平坦。研究还发现富氧横向射流对燃烧不稳定的抑制效果与富氧介质的氧浓度有关,但富氧横向射流控制燃烧热声不稳定的具体物理—化学机制仍需进一步研究。然后,研究了混火焰在声场激振条件下的非线性响应。实验研究了非预混火焰在声学激励下的动态响应,通过非线性时间序列分析方法对实验数据进行了分析,得到了几种不同的火焰—声学共振模态。研究发现火焰—声学耦合共振只在一定的激振频率下出现,非预混燃烧器的燃烧室和进气段的声学共振特性不同,分别表现为准周期振荡和极限环振荡。火焰—声学耦合共振会导致燃烧器的振荡频率和振幅发生模态迁移,燃烧器入口长度和风量变化时,观察到了火焰热释放速率的间歇性抖动,燃烧器入口长度越长,振动越剧烈。最后,研究了不同的主动控制策略下热声振荡的主动控制效果。通过建立火焰和声场的热声耦合一维模型,对比了不同主动控制策略对热声极限环振荡状态和瞬态变化过程的抑制特点,还比较了主动控制过程中的热声振荡信号的衰减时间。最后为了评估主动控制的效果,研究了四种控制策略下,主动控制器的执行器电压幅值变化特点。
冯指名[9](2020)在《顺逆流玉米干燥机设计与试验》文中研究表明机械化干燥已经普及,但目前利用烘干塔进行干燥作业依然存在一些缺陷,最典型的问题就是无法精确控制出机粮含水率。每次干燥作业都是依靠经验设置风温、干燥时间等一些干燥参数,出现这一问题的主要原因是在线水分测试设备十分昂贵,并且由于烘干塔体型庞大,在干燥作业中测量即时干燥参数非常不便。本文针对这一关键问题,通过参考大型烘干塔的内部结构和缓苏比,设计并加工制造顺逆流玉米干燥机,要求干燥机的生产能力大于8 t/%·h。具体研究内容和结论如下:(1)利用Solid Works软件对干燥机各零部件进行三维设计并完成总体装配工作,并使用Simulation模块对干燥机关键部件进行数值分析。分析结果表明:在角状盒中部应力比较集中,受到的最大应力为7.07×107N/m2,小于材料屈服强度;角状盒表面温度云图无明显变化,传热效果良好;排料轮中部应力比较集中,受到的最大载荷为2.72×107N/m2,最大扭矩为5.44×106N?m;(2)使用Flow模块对玉米进行流体分析。分析结果表明:在玉米籽粒初始速度1m/s的条件下,其下落速度随位移的增加呈抛物线型,当位移达到110mm时,瞬时速度达到最大值,约1.85m/s,随即开始下降,直至1m/s;在设定介质密度为1200kg/m3条件下,介质湍流强度随玉米与角状盒边缘距离的增加呈“M”型,当玉米距离角状盒边缘约300mm和900mm时湍流强度最大;设定角状盒流体子域温度为50℃(323K),玉米温度保持在50℃左右无明显变化。(3)为确定干燥机作业时粮温的极限值,在实验室中增加干燥温度(近似于粮温)对玉米品质的影响预试验。试验结果表明:粮温超过50℃时,玉米的电导率和脂肪酸值上升趋势明显增大,淀粉得率下降趋势明显,因此干燥作业时粮温需≤50℃。(4)在粮温≤50℃条件下,验证干燥机的干燥能力、降水幅度和生产能力。试验结果表明:选用湿基含水率为(19±0.5)%的玉米籽粒进行干燥试验,玉米籽粒的干燥不均匀度均<1%、降水幅度为4.55%、破碎率增加值为0.3%、裂纹率增加值为5.2%、单位时间处理量1.8t/h,得到干燥机的生产能力为8.29t/%·h,生产能力满足设计要求。
陈高飞[10](2020)在《非亲油金属壁面制备方法及燃油液滴撞壁后发展过程研究》文中指出由于受到内燃机工作方式与自身几何结构的限制,喷雾湿壁现象无法避免,附壁油膜高温裂解,会产生未完全燃烧的HC化合物与CO等污染物,因此有必要对湿壁及湿壁后燃油液滴与燃烧室表面间流-固耦合过程的发展规律进行深入研究,进而对湿壁燃油铺展、蒸发过程实施主动控制。本文依托于国家自然基金项目(5167060406),结合当前仿生学最新的研究进展,以发动机燃烧室金属材料的润湿为切入点,采用了不同的金属制备方法对试验材料表面的微观形貌进行重建,研究燃油液滴在不同表面上形态发展过程随着边界条件的变化规律。搭建了金属壁面制备平台,采用化学溶解法、电化学刻蚀法与激光刻蚀法等制备方法完成了对45号钢、黄铜与铝合金三种金属材料表面微观形貌与表面自由能的重建工作。借助扫描电子显微镜对所制备金属壁面的微观形貌进行了观察分析,利用接触角测量仪研究室温条件下不同制备方法对汽柴油液滴接触角的影响规律。试验结果表明:FeCl3氧化45#表面上出现多级岩石状结构,经低表面能物质修饰后,柴油液滴接触角最大为108.6°;FeCl3氧化Cu表面,经低表面能物质修饰后的材料表面上汽柴油液滴的接触角均随着刻蚀时间的增加而增大,但未达到疏油状态;两步法刻蚀Al表面后,材料表面出现了长方体凸台凹坑迷宫型结构,凸台与凹坑上布满了纳米级针状勃姆石,经低表面能物质修饰后,柴油的接触角达到了148.8°;电化学刻蚀Cu表面,形成了微纳米土豆状微观形貌,经低表面能物质修饰后,柴油液滴接触角最大为117.7°;电化学刻蚀Al表面,出现了微纳米凸台凹坑阶梯状结构,刻蚀时间对金属表面的微观形貌与柴油液滴接触角变化影响不太明显,经低表面能物质修饰后,柴油液滴的最大接触角为150°;激光刻蚀Al表面,出现了周期性有序的凸包凹槽矩阵状与纳米团簇状结构,经低表面能物质修饰后,未能改变汽油液滴的超亲油润湿特性,柴油液滴的接触角最大为161.8°。搭建了汽柴油液滴高温测试平台,本文选取了不同制备方法下柴油液滴的接触角达到最大时的材料表面作为试验表面,在不同的边界条件下进行汽柴油液滴撞壁试验。搭建了MATLAB图像处理平台,研究了燃油液滴的铺展/回缩系数随着时间的变化趋势。结果表明:随着壁面温度的升高,燃油液滴经历了对流换热、核态沸腾、过渡沸腾与膜态沸腾四种换热形式,燃油液滴处于对流换热与核态沸腾状态时的铺展/回缩系数较大,处于对流换热状态下的铺展/回缩系数变化平缓,核态、过渡与膜态沸腾时变化波动较大。柴油液滴处于对流换热状态时,壁面的疏油性越好,材料表面微观结构截获的空气层越多,液滴与壁面的换热系数减小,铺展/回缩系数减小。激光刻蚀Al表面的疏油性最好,323K到423K时,柴油液滴均会发生反弹,且反弹的次数与在空中滞留的时间均随着温度的升高呈现递减趋势。汽油液滴处于对流换热状态时,液滴内部由于温差较大而产生了相应的表面张力梯度,液滴在马兰戈尼效应的驱使下开始回缩,反弹高度增大;激光刻蚀Al表面的微观形貌几何尺度较大,氧化45#表面材料的导热性较差,马兰戈尼效应只是延缓了汽油液滴的铺展速率。汽油液滴撞击铝合金表面时,423K时达到膜态沸腾状态,壁面的疏油性降低了汽油液滴膜态沸腾的温度始点,随着壁面温度的升高,汽油液滴在空中滞留的时间增长,最大铺展/回缩系数基本稳定在1.5;423K到473K时,电化学Cu表面的疏油性最好,换热系数较小,汽油液滴粘附在材料表面持续蒸发,未发生反弹现象。
二、燃烧室温度测量仪的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、燃烧室温度测量仪的研究(论文提纲范文)
(1)基于煤基合成柴油与活化热氛围调控的内燃机高效清洁燃烧技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 内燃机新型燃烧模式的研究进展 |
1.2.1 均质压燃技术(HCCI) |
1.2.2 预混合压燃技术(PCCI) |
1.2.3 基于双燃料喷射的反应活性控制压燃技术(RCCI) |
1.3 内燃机替代燃料技术的研究进展 |
1.3.1 醇类燃料发展现状 |
1.3.2 煤基合成燃料(CTL)发展现状 |
1.4 发动机光学诊断技术的研究进展 |
1.4.1 光学发动机国内外研究进展 |
1.4.2 光学测试方法国内外研究进展 |
1.5 论文的基本思路与主要研究内容 |
1.5.1 基本思路和方案 |
1.5.2 主要研究内容 |
第2章 试验研究平台建立及测试分析方法 |
2.1 热力学试验平台及测控系统 |
2.1.1 试验台架 |
2.1.2 试验发动机 |
2.1.3 缸压采集及燃烧数据分析 |
2.1.4 污染物排放测试系统 |
2.2 光学可视化平台及测试方法 |
2.2.1 光学发动机及其测试平台 |
2.2.2 高速摄像及图像处理方法 |
2.2.3 双色法及亮温标定 |
2.3 数值模拟仿真平台 |
2.3.1 三维仿真模型的建立 |
2.3.2 网格划分和求解器设置 |
2.3.3 计算模型选择 |
2.3.4 化学反应机理介绍及模型验证 |
2.4 本章小结 |
第3章 缸内直喷煤基合成柴油及其丁醇混合燃料对燃烧及排放影响的试验研究 |
3.1 煤基合成柴油与石化柴油燃烧过程及污染物排放对比分析 |
3.1.1 试验方案 |
3.1.2 燃烧过程对比分析 |
3.1.3 污染物排放对比分析 |
3.2 煤基合成柴油/丁醇活性控制燃烧热力学研究 |
3.2.1 燃烧过程对比分析 |
3.2.2 污染物排放对比分析 |
3.2.3 燃油喷射策略的影响 |
3.2.4 EGR的影响 |
3.3 煤基合成柴油/丁醇活性控制燃烧可视化研究 |
3.3.1 试验方案及试验燃料 |
3.3.2 丁醇比例对火焰发展及碳烟生成历程的影响 |
3.3.3 喷油定时对火焰发展及碳烟生成历程的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 煤基合成柴油/丁醇双燃料喷射活化分层对发动机燃烧及排放影响的试验研究 |
4.1 进气道喷射丁醇比例及EGR对活化分层燃烧的影响 |
4.1.1 试验方案 |
4.1.2 燃烧过程对比分析 |
4.1.3 污染物排放对比分析 |
4.2 煤基合成柴油/丁醇活化分层燃烧边界条件优化 |
4.3 煤基合成柴油/丁醇活化分层燃烧可视化研究 |
4.3.1 试验方案 |
4.3.2 进气道喷射丁醇比例对火焰发展及碳烟生成历程的影响 |
4.3.3 直喷时刻对火焰发展及碳烟生成历程的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 双燃料喷射模式直喷燃料特性及燃烧边界条件调控实现高效清洁燃烧试验研究 |
5.1 煤基合成柴油/汽油与石化柴油/汽油活化分层燃烧模式对比 |
5.1.1 试验方案 |
5.1.2 直喷燃料特性对燃烧过程的影响规律分析 |
5.1.3 直喷燃料特性对污染物排放的影响规律分析 |
5.2 喷油策略对煤基合成柴油/汽油活化分层发动机燃烧及排放的影响 |
5.2.1 低负荷下直喷时刻对燃烧及排放的影响 |
5.2.2 高负荷下直喷时刻对燃烧及排放的影响 |
5.2.3 喷射策略优化研究 |
5.3 EGR对煤基合成柴油/汽油活化分层发动机燃烧及排放的影响 |
5.3.1 试验方案 |
5.3.2 燃烧过程的影响 |
5.3.3 污染物排放的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧机理研究 |
6.1 汽油比例对煤基合成柴油/汽油活化分层燃烧的影响 |
6.1.1 汽油比例对混合气形成及燃烧过程的影响 |
6.1.2 汽油比例对污染物生成历程的影响 |
6.2 直喷时刻对煤基合成柴油/汽油活化分层燃烧的影响 |
6.2.1 直喷时刻对混合气形成及燃烧过程的影响 |
6.2.2 直喷时刻对污染物生成历程的影响 |
6.3 本章小结 |
第7章 全文总结与工作展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 本文主要创新点 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(2)不同壁面润湿特性下附壁油膜蒸发特性的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 燃油撞壁国内外研究现状 |
1.2.1 液滴撞壁研究现状 |
1.2.2 燃油撞壁附壁油膜蒸发特性研究现状 |
1.3 壁面润湿性研究现状 |
1.3.1 壁面润湿性基本理论 |
1.3.2 不同润湿性的金属壁面制备方法研究现状 |
1.4 立题依据和主要研究内容 |
第2章 试验台架及方案 |
2.1 引言 |
2.2 材料表面加工平台 |
2.2.1 物理加工平台 |
2.2.2 化学加工 |
2.3 金属壁面微观形貌及润湿性分析平台 |
2.4 激光诱导荧光法试验原理 |
2.4.1 荧光参数 |
2.4.2 荧光剂的选择 |
2.4.3 试验原理 |
2.5 基于激光诱导荧光法试验平台的搭建 |
2.5.1 激光系统 |
2.5.2 图像采集 |
2.5.3 温控系统 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于LIF附壁油膜厚度系统标定及图像处理 |
3.1 引言 |
3.2 标定装置和实验步骤 |
3.3 激光能量的时间稳定性 |
3.4 激光能量的空间分布 |
3.4.1 一维荧光强度分布和校正方程 |
3.4.2 二维荧光强度分布和校正方程 |
3.5 标定曲线函数 |
3.6 图像处理 |
3.6.1 荧光图像的预处理 |
3.6.2 彩色图像灰度化 |
3.6.3 图像降噪处理 |
3.6.4 边界阈值处理 |
3.7 本章小结 |
第4章 壁面润湿性对燃油撞壁后附壁油膜铺展特性影响 |
4.1 引言 |
4.2 壁面温度对附壁油膜铺展特性的研究 |
4.2.1 壁面温度对附壁油膜面积的影响 |
4.2.2 壁面温度对附壁油膜平均厚度的影响 |
4.3 壁面润湿性对燃油撞壁形成附壁油膜铺展特性的研究 |
4.3.1 壁面润湿性对附壁油膜面积的影响 |
4.3.2 壁面润湿性对附壁油膜厚度的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 壁面润湿性对燃油撞壁后附壁油膜蒸发特性影响 |
5.1 引言 |
5.2 附壁油膜质量的计算方法及试验方案 |
5.2.1 附壁油膜质量的计算方法 |
5.2.2 壁面条件对附壁油膜蒸发特性影响试验方案 |
5.3 壁面润湿性对油膜蒸发速率的影响 |
5.4 壁面温度对油膜蒸发速率的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 全文总结及工作展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
附录 图像处理Python代码 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(3)氢气/正丁醇复合多次喷射发动机燃烧及排放特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 能源问题 |
1.1.2 环境问题 |
1.2 正丁醇燃料的应用研究 |
1.2.1 正丁醇燃料的理化特性 |
1.2.2 正丁醇作为内燃机代用燃料的国内外研究现状 |
1.3 氢能的应用研究 |
1.3.1 氢气的理化特性 |
1.3.2 氢气作为内燃机辅助燃料的国内外研究现状 |
1.4 二次喷射的应用研究 |
1.5 本文主要研究内容和研究意义 |
第2章 发动机试验平台及试验方法 |
2.1 发动机试验平台 |
2.2 测试仪器设备 |
2.3 试验方法介绍 |
2.4 本章小结 |
第3章 氢气缸内直喷对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响 |
3.1 氢气缸内直喷均质分布对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响 |
3.1.1 氢气缸内直喷均质分布对丁醇发动机燃烧特性的影响 |
3.1.2 氢气缸内直喷均质分布对丁醇发动机排放特性的影响 |
3.2 氢气缸内直喷分层分布对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响 |
3.2.1 氢气缸内直喷分层分布对丁醇发动机燃烧特性的影响 |
3.2.2 氢气缸内直喷分层分布对丁醇发动机排放性能的影响 |
3.3 本章小结 |
第4章 氢气缸内二次直喷策略对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响 |
4.1 二次喷氢比例和第二次喷氢时刻对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响 |
4.1.1 二次喷氢比例和第二次喷氢时刻对丁醇发动机燃烧特性的影响 |
4.1.2 二次喷氢比例和第二次喷氢时刻对丁醇发动机排放特性的影响 |
4.2 喷氢压力对丁醇发动机燃烧和排放特性的影响 |
4.2.1 喷氢压力对丁醇发动机燃烧特性的影响 |
4.2.2 喷氢压力对丁醇发动机排放特性的影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 全文总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 未来展望 |
参考文献 |
作者简介 |
致谢 |
(4)舰用燃机燃烧室头部结构参数对流场和雾化特性影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 燃烧室头部结构 |
1.2.2 燃油物性影响 |
1.3 国内外研究进展总结 |
1.4 本文研究内容 |
第2章 研究对象、试验装置与测量系统 |
2.1 研究对象 |
2.1.1 中心喷嘴 |
2.1.2 基准型旋流杯 |
2.1.3 改型旋流杯 |
2.2 试验装置 |
2.2.1 气相试验装置 |
2.2.2 燃油雾化试验装置 |
2.3 试验测量系统 |
2.3.1 流量特性测量系统 |
2.3.2 PIV粒子图像测速系统 |
2.3.3 燃油雾化粒径测量系统 |
2.4 小结 |
第3章 燃烧室头部冷态流场试验研究 |
3.1 试验方案 |
3.2 试验结果与分析 |
3.2.1 叶片安装角影响 |
3.2.2 流通面积比影响 |
3.2.3 二级旋流面积影响 |
3.2.4 文氏管喉道直径影响 |
3.2.5 套筒扩张角影响 |
3.3 小结 |
第4章 燃烧室头部雾化特性试验研究 |
4.1 试验方案 |
4.1.1 燃油雾化粒径试验 |
4.1.2 液相速度场 |
4.2 试验结果与分析 |
4.2.1 旋流杯头部压降影响 |
4.2.2 燃料类型影响 |
4.2.3 中心喷嘴插入深度影响 |
4.2.4 叶片安装角影响 |
4.2.5 流通面积比影响 |
4.2.6 二级旋流面积影响 |
4.2.7 文氏管喉道直径影响 |
4.2.8 套筒扩张角影响 |
4.3 小结 |
第5章 燃气轮机环形燃烧室数值模拟研究 |
5.1 几何模型与网格划分 |
5.2 数值计算方法 |
5.2.1 基本控制方程组 |
5.2.2 湍流模型 |
5.2.3 多相流模型及湍流燃烧模型 |
5.3 计算工况与边界条件 |
5.4 计算结果与分析 |
5.4.1 叶片安装角影响 |
5.4.2 流通面积比影响 |
5.4.3 二级旋流面积影响 |
5.4.4 文氏管喉道直径影响 |
5.4.5 套筒扩张角影响 |
5.4.6 中心喷嘴插入深度影响 |
5.5 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 主要创新成果 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)高低型双涡流室双缩口燃烧室的排放特性(论文提纲范文)
0 引言 |
1 模型验证与计算方案 |
1.1 模型建立 |
1.2 试验 |
1.3 模型验证 |
1.4 计算方案 |
2 计算结果与分析 |
2.1 高低型双涡流室双缩口燃烧室的特性 |
2.1.1 4种燃烧室的动力性和排放性 |
2.1.2 高低型双涡流室双缩口燃烧室减排分析 |
2.2 额定工况下高低型双涡流室双缩口燃烧室上下涡流室半径比r/R对排放的影响 |
2.3 额定工况下喷油夹角对高低型双涡流室双缩口燃烧室的排放影响 |
3 结论 |
(6)高原条件下某型柴油机燃烧室的三维设计与油气室匹配优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 高原环境特征 |
1.1.2 高原环境对柴油机的影响 |
1.1.3 适应高原环境的柴油机燃烧室 |
1.2 高原柴油机的国内外研究现状 |
1.2.1 国外高原柴油机研究现状 |
1.2.2 国内高原柴油机研究现状 |
1.3 柴油机燃烧室的国内外研究现状 |
1.3.1 国外柴油机研究现状 |
1.3.2 国内柴油机燃烧室研究现状 |
1.4 本文研究内容及技术路径 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路径 |
第2章 高原柴油机计算模型的建立 |
2.1 计算模型 |
2.1.1 基本热力模型 |
2.1.2 内燃机缸内湍流流动模型 |
2.1.3 内燃机缸内燃烧模型 |
2.1.4 内燃机排放模型 |
2.2 原型柴油机 |
2.2.1 原型柴油机主要参数 |
2.2.2 计算初始边界条件 |
2.3 高原柴油机数值模型的验证 |
第3章 不同形状燃烧室对高原柴油机的影响 |
3.1 不同形状燃烧室的特点 |
3.2 不同形状燃烧室的高原性能对比 |
3.3 不同形状燃烧室对喷油提前的敏感性研究 |
3.4 本章小结 |
第4章 不同形状燃烧室的高原油气室匹配优化 |
4.1 高低型双涡流室双缩口燃烧室的高原油气室匹配优化 |
4.1.1 高低型双涡流室双缩口燃室性能分析 |
4.1.2 不同径深比对高低型双涡流室双缩口燃烧室高原特性的影响 |
4.1.3 不同高低涡流室半径比对高低型双涡流室双缩口燃烧室高原特性的影响 |
4.1.4 不同喷油夹角对高低型双涡流室双缩口燃烧室高原特性的影响 |
4.2 双层分流式燃烧室的高原油气室匹配优化 |
4.2.1 径深比对双层分流式燃烧室的性能影响 |
4.2.2 余隙容积高对度分流式燃烧室的性能影响 |
4.2.3 喷油夹角对分流式燃烧室的性能影响 |
4.3 底部大涡流室燃烧室的高原油气室匹配优化 |
4.3.1 燃烧室半径对底部大涡流室燃烧室的性能影响 |
4.3.2 喷油夹角对底部大涡流室燃烧室的高原性能影响 |
4.4 原型ω燃烧室的高原油气室匹配优化 |
4.4.1 缩口率对原型ω燃烧室高原特性的影响 |
4.4.2 径深比对原型ω燃烧室高原特性的影响 |
4.4.3 喷油夹角对原型ω燃烧室高原特性的影响 |
第5章 不同形状燃烧室使用生物柴油与纯柴油混合燃料 |
5.1 不同形状燃烧室使用B10、B20生物柴油的性能表现 |
5.2 不同形状燃烧室使用生物柴油性能分析 |
5.3 本章小结 |
全文总结与工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间的学术成果 |
致谢 |
(7)分级配风对秸秆颗粒燃烧结渣及污染物排放影响规律的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 秸秆类生物质燃烧结渣与污染物排放规律研究现状 |
1.2.1 秸秆类生物质燃烧结渣研究现状 |
1.2.2 生物质燃烧结渣解决方法和技术 |
1.2.3 秸秆类生物质燃烧污染排放研究现状 |
1.3 课题来源及意义与主要研究内容 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.3.3 研究意义 |
第二章 秸秆类生物质燃烧试验台设计与燃烧分析测试方法 |
2.1 秸秆类生物质燃烧试验台总体设计方案 |
2.1.1 生物质燃烧试验台整体结构设计 |
2.2 秸秆类生物质试验台设计与理论计算 |
2.2.1 理论公式计算 |
2.2.2 关键部件设计 |
2.3 秸秆类生物质燃烧试验台冷态运行试验分析 |
2.4 生物质颗粒原料特性分析 |
2.4.1 原料分析与计算 |
2.4.2 原料热重分析 |
2.5 分析仪器和分析方法 |
2.5.1 烟气排放测试分析仪器 |
2.5.2 流量计与风机选型 |
2.5.3 温度测试分析仪器 |
2.5.4 灰渣测试分析仪器 |
2.6 本章小结 |
第三章 分级配风对秸秆颗粒燃烧污染物排放及温度的影响 |
3.1 分级配风对秸秆颗粒燃烧污染物排放规律的影响 |
3.1.1 分级配风对玉米秸秆颗粒燃烧污染物排放的影响 |
3.1.2 分级配风对稻壳颗粒燃烧污染物排放的影响 |
3.2 分级配风对秸秆颗粒燃烧时燃烧室温度的影响 |
3.2.1 分级配风对玉米秸秆燃烧时燃烧室温度的影响 |
3.2.2 分级配风对稻壳颗粒燃烧时燃烧室温度的影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 分级配风对秸秆颗粒燃烧效率及结渣的影响研究 |
4.1 分级配风对秸秆颗粒燃烧效率及结渣的影响 |
4.1.1 分级配风对玉米秸秆燃烧效率的影响 |
4.1.2 分级配风对玉米秸秆燃烧结渣率的影响 |
4.1.3 分级配风对稻壳燃烧效率的影响 |
4.2 分级配风对秸秆颗粒燃烧灰渣成分变化的影响 |
4.2.1 不同燃烧工况下玉米秸秆灰渣成分的变化规律 |
4.2.2 不同燃烧工况下稻壳燃烧灰成分的变化规律 |
4.3 本章小结 |
第五章 分级配风对玉米秸秆和木质颗粒混合燃烧污染物排放及结渣的影响 |
5.1 分级配风对秸秆与木质颗粒混合燃烧污染排放的影响 |
5.2 分级配风对秸秆与木质颗粒混合燃烧温度场分布的影响 |
5.2.1 不同工况下整个燃烧过程中燃烧室温度分布变化 |
5.2.2 不同工况下燃烧室温度随高度的变化 |
5.3 分级配风对秸秆与木质颗粒混合燃烧灰渣成分变化的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 下一步工作建议 |
参考文献 |
在读期间公开发表的论文 |
致谢 |
(8)旋流预混燃烧热声不稳定的动态特性与控制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号清单 |
1.绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 燃烧热声不稳定的诱因研究现状 |
1.2.1 燃烧室内流场的影响 |
1.2.2 火焰热释放率的影响 |
1.2.3 燃烧室声学阻抗的影响 |
1.3 燃烧热声不稳定的被动控制研究现状 |
1.4 燃烧热声不稳定的主动控制研究现状 |
1.5 燃烧热声不稳定的动态特性研究现状 |
1.6 论文选题依据与研究内容 |
1.6.1 论文选题依据 |
1.6.2 论文研究内容 |
2.预混燃烧热声振荡和污染物排放的变化特点 |
2.1 引言 |
2.2 实验设置 |
2.2.1 预混燃烧器结构设计 |
2.2.2 仪器设备介绍 |
2.3 预混燃烧热声不稳定包络线图 |
2.4 预混火焰宏观结构的演变过程 |
2.5 NO_x排放特性 |
2.6 本章小结 |
3.横向射流参数对预混燃烧热声不稳定的影响 |
3.1 引言 |
3.2 横向射流结构对燃烧不稳定性的影响 |
3.2.1 环形微孔结构设计 |
3.2.2 热声不稳定的环形微孔射流优化控制 |
3.2.3 火焰热释放的振幅和频率迁移 |
3.2.4 火焰长度和温度分布的变化 |
3.2.5 研究小结 |
3.3 横向射流方向对燃烧不稳定性的影响 |
3.3.1 扁口射流结构设计 |
3.3.2 水平和垂直方向射流对燃烧不稳定的影响 |
3.3.3 水平和垂直方向射流对NO_x排放的影响 |
3.3.4 水平和垂直方向射流对火焰形态的影响 |
3.3.5 研究小结 |
3.4 横向射流介质对燃烧不稳定性的影响 |
3.4.1 横向射流流量的影响 |
3.4.2 射流喷嘴内径的影响 |
3.4.3 不同射流介质对NO_x排放的影响 |
3.4.4 火焰模态的变化特点 |
3.4.5 研究小结 |
4.Oxy富氧横向射流对燃烧热声振荡和NO_x排放的影响 |
4.1 引言 |
4.2 环形N_2/O_2和 CO_2/O_2射流对燃烧不稳定和 NO_x排放的影响 |
4.2.1 CO_2/O_2和N_2/O_2射流对燃烧不稳定的影响 |
4.2.2 燃烧器的NO_x排放和温度场变化特点 |
4.2.3 火焰宏观结构的变化特点 |
4.2.4 研究小结 |
4.3 不同预热温度的CO_2/O_2射流燃烧不稳定和排放的影响 |
4.3.1 预热CO_2/O_2射流对燃烧不稳定的影响 |
4.3.2 NO_x排放的特点 |
4.3.3 火焰模态的变化 |
4.3.4 研究小结 |
4.4 富氧横向射流控制热声不稳定时的相关性分析 |
4.4.1 相关性分析 |
4.4.2 火焰振荡模态的变化 |
4.4.3 研究小结 |
5.过热蒸汽对热声不稳定和NO_x排放的协同控制 |
5.1 引言 |
5.2 实验设备 |
5.3 蒸汽流速的影响 |
5.4 蒸汽射流喷嘴尺寸的影响 |
5.5 蒸汽射流下NO_x排放特性 |
5.6 火焰结构的变化 |
5.7 本章小结 |
6.燃烧器几何结构对热声振荡动态特性的影响 |
6.1 引言 |
6.2 实验装置与非线性时间序列分析 |
6.3 声场激振下的火焰—声学共振 |
6.4 火焰—声学共振特性的分析 |
6.5 火焰热释放共振特性分析 |
6.6 本章小结 |
7.热声振荡主动控制时的衰减时间和抑制比研究 |
7.1 引言 |
7.2 热声耦合的数学建模 |
7.3 Simulink仿真模型 |
7.4 极限环和瞬态热声振荡的控制 |
7.5 控制器和执行器的有效性 |
7.6 控制过程中热声衰减时间的变化 |
7.7 本章小结 |
8.全文总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.1.1 主要研究成果和结论 |
8.1.2 主要创新点 |
8.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
博士期间研究成果和荣誉 |
(9)顺逆流玉米干燥机设计与试验(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 玉米干燥机的研究现状 |
1.2.1 国内外玉米干燥机研究现状 |
1.2.2 玉米干燥机的种类及特点 |
1.3 连续式干燥机的干燥特性 |
1.3.1 连续式干燥机的工艺流程 |
1.3.2 连续式干燥机的干燥介质交换流程 |
1.3.3 连续式干燥机的干燥温度 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
1.4.3 技术路线 |
1.5 本章小结 |
第二章 玉米干燥机的总体设计与工作原理 |
2.1 整机设计及工作原理 |
2.1.1 干燥机整体结构设计 |
2.1.2 干燥机工作原理 |
2.1.3 干燥机干燥曲线 |
2.2 整机关键部件的建模 |
2.2.1 热风供给系统的设计 |
2.2.2 物料运送系统的设计 |
2.2.3 干燥系统的设计 |
2.2.4 排料系统的设计 |
2.3 本章小结 |
第三章 关键部件数值分析和玉米流体分析 |
3.1 角状盒数值分析 |
3.1.1 角状盒的静应力分析 |
3.1.2 角状盒的热对流分析 |
3.2 排料轮数值分析 |
3.2.1 排料轮的静应力分析 |
3.2.2 排料轮的扭矩分析 |
3.3 玉米流体分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 试验研究 |
4.1 预试验 |
4.2 干燥机性能试验 |
4.2.1 试验仪器与方法 |
4.2.2 试验过程与结果 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(10)非亲油金属壁面制备方法及燃油液滴撞壁后发展过程研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 燃油喷雾湿壁国内外研究现状 |
1.2.1 燃油喷雾撞壁的相关研究 |
1.2.2 单液滴撞壁的相关研究 |
1.3 特殊润湿性金属表面制备方法国内外研究现状 |
1.3.1 激光刻蚀法 |
1.3.2 化学刻蚀法 |
1.3.3 电化学刻蚀法 |
1.3.4 电火花线切割法 |
1.4 壁面润湿性的相关理论研究 |
1.5 本文主要工作内容 |
第2章 试验材料及研究方法 |
2.1 试验材料及仪器设备 |
2.2 不同金属材料表面制备平台 |
2.2.1 电化学金属表面制备平台 |
2.2.2 激光刻蚀平台 |
2.3 金属壁面微观形貌及润湿性测试分析平台 |
2.3.1 金属表面微观形貌分析 |
2.3.2 金属表面润湿性分析 |
2.4 燃油液滴高温测试平台 |
2.4.1 高速摄像系统 |
2.5 MATLAB图像处理平台 |
2.6 本章小结 |
第3章 金属材料表面微观形貌及润湿特性分析 |
3.1 FeCl_3 氧化45 号钢表面微观形貌与润湿性分析 |
3.1.1 材料表面的制备方法 |
3.1.2 FeCl_3 氧化45 号钢表面微观形貌分析 |
3.1.3 FeCl_3 氧化45 号钢表面润湿性分析 |
3.2 FeCl_3 氧化黄铜表面微观形貌与润湿性分析 |
3.2.1 材料表面的制备方法 |
3.2.2 FeCl_3 氧化黄铜表面微观形貌分析 |
3.2.3 FeCl_3 氧化黄铜表面润湿性分析 |
3.3 两步法制备铝合金表面微观形貌与润湿性分析 |
3.3.1 材料表面的制备方法 |
3.3.2 盐酸刻蚀时间对铝合金表面微观形貌的影响 |
3.3.3 盐酸刻蚀时间对铝合金表面润湿性的影响 |
3.3.4 沸水浸泡时间对铝合金表面微观形貌的影响 |
3.3.5 沸水浸泡时间对铝合金表面润湿性的影响 |
3.4 电化学刻蚀黄铜表面微观形貌与润湿性分析 |
3.4.1 材料表面的制备方法 |
3.4.2 电化学刻蚀黄铜表面微观形貌分析 |
3.4.3 电化学刻蚀黄铜表面润湿性分析 |
3.5 电化学刻蚀铝合金表面微观形貌与润湿性分析 |
3.5.1 材料表面的制备方法 |
3.5.2 电化学刻蚀铝合金表面微观形貌分析 |
3.5.3 电化学刻蚀铝合金表面润湿性分析 |
3.6 激光刻蚀铝合金表面微观结构与润湿性分析 |
3.6.1 材料表面的制备方法 |
3.6.2 激光刻蚀铝合金表面微观形貌分析 |
3.6.3 激光刻蚀铝合金表面润湿性分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 不同表面对燃油液滴撞壁特性的影响研究 |
4.1 燃油液滴特征参数介绍 |
4.2 不同条件下光滑表面对燃油液滴撞壁特性的影响研究 |
4.2.1 不同条件下光滑表面对燃油液滴铺展/回缩系数的影响 |
4.3 不同条件下不同表面对柴油液滴撞壁特性的影响研究 |
4.3.1 不同条件下不同表面对柴油液滴形态发展规律的影响 |
4.3.2 不同条件下不同表面对柴油液滴铺展/回缩系数的影响 |
4.4 不同条件下不同表面对汽油液滴撞壁特性的影响研究 |
4.4.1 不同条件下不同表面对汽油液滴形态发展规律的影响 |
4.4.2 不同条件下不同表面对汽油液滴铺展/回缩系数的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 全文总结及未来工作展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
四、燃烧室温度测量仪的研究(论文参考文献)
- [1]基于煤基合成柴油与活化热氛围调控的内燃机高效清洁燃烧技术研究[D]. 张浩. 吉林大学, 2021
- [2]不同壁面润湿特性下附壁油膜蒸发特性的研究[D]. 郝雪江. 吉林大学, 2021(01)
- [3]氢气/正丁醇复合多次喷射发动机燃烧及排放特性研究[D]. 李依楠. 吉林大学, 2021(01)
- [4]舰用燃机燃烧室头部结构参数对流场和雾化特性影响研究[D]. 陈溯敏. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021
- [5]高低型双涡流室双缩口燃烧室的排放特性[J]. 李毅,徐华平,苏石川,李宇轩,殷杰. 船舶工程, 2021(05)
- [6]高原条件下某型柴油机燃烧室的三维设计与油气室匹配优化[D]. 李毅. 江苏科技大学, 2021
- [7]分级配风对秸秆颗粒燃烧结渣及污染物排放影响规律的研究[D]. 王帅超. 山东理工大学, 2021
- [8]旋流预混燃烧热声不稳定的动态特性与控制研究[D]. 陶成飞. 浙江大学, 2021(01)
- [9]顺逆流玉米干燥机设计与试验[D]. 冯指名. 沈阳农业大学, 2020(05)
- [10]非亲油金属壁面制备方法及燃油液滴撞壁后发展过程研究[D]. 陈高飞. 吉林大学, 2020(08)