柴油機在燃油經(jīng)濟性和利用率方面的顯著優(yōu)勢有助于減輕我國交通運輸業(yè)的能源負擔(dān),但國六排放法規(guī)的正式實施對柴油機排放性能提出了更高的要求。已有的燃燒路徑控制理論表明傳統(tǒng)柴油機中燃油噴射后的破碎霧化及混合氣形成直接決定了后續(xù)的燃燒路徑方向以及污染物的生成濃度,因此控制和優(yōu)化燃油噴射過程以形成良好的噴霧特性是改善燃燒、降低排放的關(guān)鍵因素。目前針對柴油燃料的多數(shù)噴霧研究都集中于常溫常壓或常溫高背壓的冷態(tài)噴霧,這與柴油機產(chǎn)生噴霧時高溫高背壓的實際條件略有不同,因此本文開發(fā)了以定容燃燒彈為核心裝置,以高速攝影技術(shù)為測試手段的噴霧試驗平臺,通過預(yù)燃可燃混合氣的方式建立高溫高背壓環(huán)境,對不同噴射壓力和不同環(huán)境背壓下的宏觀噴霧特性進行了試驗研究,主要內(nèi)容如下:第一,利用開發(fā)的試驗平臺先后對不同初始溫度（358,388,418 K）、燃料種類（乙醇、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、丁酮）、當(dāng)量比（0.7¹.4）及初始壓力（1,3,4,5 bar）條件下預(yù)混可燃氣的溫度壓力特性進行了試驗研究,對比分析壓力峰值、燃燒持續(xù)時間和絕熱火焰溫度的變化規(guī)律,逐步選出相對最佳預(yù)燃條件。第二,利用高速相機對不同... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

柴油機噴霧燃燒路徑[8]

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論4像顯示出更粗糙的表面，更高的透明度，更傾斜的角度以及更早的前邊緣破碎，推測這是由前一次噴射留下的噴嘴內(nèi)空氣引起的。此外，在實驗和數(shù)值結(jié)果中都捕獲了傘狀前緣后面的液體射流的頸縮。文華等人[18]采用高速可控閃光攝影技術(shù)研究了柴油機噴嘴內(nèi)殘余氣泡對燃油初期霧化和后續(xù)排放的影響。試驗發(fā)現(xiàn)噴射初期柴油噴霧存在傳統(tǒng)“蘑菇”型和前端帶有細長液絲的“蘑菇”型兩種結(jié)構(gòu)，如圖1.2所示，王崇明等人[19]對汽油-柴油混合物噴霧特性的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。研究結(jié)果表明噴孔內(nèi)殘余氣泡的初始位置具有隨機性，傳統(tǒng)“蘑菇”型噴霧發(fā)生的概率遠大于帶細長液絲的噴霧形態(tài)，只有當(dāng)殘余氣泡處于噴孔前端位置時，近場噴霧才會出現(xiàn)后一形態(tài)。(a)傳統(tǒng)“蘑菇”型(b)帶液絲的噴霧形態(tài)圖1.2噴射初期噴孔近場噴霧形態(tài)[18]徐宏明團隊[20-22]利用超高速(1000000fps)成像試驗方法研究了變化條件下柴油噴射初始階段的時間變化并進行了動力學(xué)分析。在噴射過程的初始階段觀察到加速現(xiàn)象，提取噴霧前端峰值速度的對應(yīng)時間（tp）并與Hiroyasu模型中的噴霧初次破碎時間（tb）進行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)tp是在噴射過程中區(qū)分兩個噴霧階段的自然而有效的方法。

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論61.3.1直接可視化對于燃料噴霧的宏觀特性測量，最常用的光學(xué)測量技術(shù)就是直接可視化方法。利用連續(xù)記錄下的數(shù)字成像可視化技術(shù)，可以得到噴霧幾何形態(tài)、噴霧錐角、貫穿距、噴霧壁面撞擊和燃燒火焰形態(tài)等宏觀參數(shù)，充分揭示燃料噴射霧化和擴散燃燒的發(fā)展過程。直接可視化的典型實驗設(shè)置如圖1.3所示，使用高溫高壓定容容器作為燃燒室以模擬發(fā)動機中的實際燃料噴射霧化和燃燒過程，并利用高速數(shù)碼相機進行數(shù)據(jù)采集，以獲得具有較高時間分辨率的燃料噴射和燃燒圖像。圖1.3直接可視化測試系統(tǒng)示意圖[31]1.3.2激光診斷技術(shù)激光具有較高的能量密度和良好的相干性，當(dāng)激光作為激發(fā)源穿過被測流場時，會同被測流場內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生物理化學(xué)變化，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號。利用激光的這一特性，研究者可以通過采集并分析相應(yīng)信號來測量被測流場內(nèi)物質(zhì)的各項理化特性[32]。近年來，在噴霧特性測量研究上應(yīng)用較多的主要有粒子圖像測速（ParticleImageVelocimetry，PIV）技術(shù)、激光誘導(dǎo)熒光（Laser-inducedFluorescence，LIF）技術(shù)和相位多普勒粒子測速（PhaseDopplerParticleAnemometer，PDPA）技術(shù)。1.3.2.1PIV技術(shù)PIV是一種可獲得瞬時全域速度的測量技術(shù)，主要通過測量固定時間間隔內(nèi)被測流體

【參考文獻】：
期刊論文
[1]油氣秩序重構(gòu) 行業(yè)整體回暖——2018年國內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展概述與2019年展望[J]. 劉朝全,姜學(xué)峰.  國際石油經(jīng)濟. 2019(01)
[2]殘余氣泡對柴油射流初期破碎的影響[J]. 文華,萬超輝,姜光軍,魏明銳.  內(nèi)燃機學(xué)報. 2018(02)
[3]基于行業(yè)視角的中國石油消費因素分解分析[J]. 劉固望,王安建,王高尚,閆強.  中國礦業(yè). 2016(01)
[4]直噴汽油機中乙醇汽油宏觀噴霧特性的試驗研究[J]. 劉俊杰,吳志軍,范錢旺,石堃.  汽車工程. 2011(10)
[5]高密度-低溫柴油機燃燒理論與技術(shù)的研究與進展[J]. 蘇萬華.  內(nèi)燃機學(xué)報. 2008(S1)

博士論文
[1]車用柴油機性能的共性規(guī)律研究及瞬態(tài)工況測評[D]. 夏言.湖南大學(xué) 2016

碩士論文
[1]柴油/正戊醇混合燃料氣液相噴霧特性試驗研究[D]. 賈超杰.廣西大學(xué) 2018
[2]戊醇/柴油混合燃料宏觀和微觀噴霧特性的試驗研究[D]. 劉暢.廣西大學(xué) 2017
[3]定容燃燒彈及其數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 周旋.浙江大學(xué) 2017
[4]柴油機噴油器噴孔內(nèi)空穴流動的可視化試驗研究與數(shù)值模擬分析[D]. 馬志炎.浙江大學(xué) 2013



本文編號：3300303