定容弹内柴油喷雾碰壁及燃烧特性研究
发布时间：2021-07-26 19:51
我国地域辽阔,地形地貌种类繁多,其中高原地区分布较为广泛。近年来,在我国高原地区上柴油机的使用日益增多。柴油机在高原地区运行工作时,进气密度降低,喷雾贯穿距增大,容易导致喷雾碰壁甚至液相燃油湿壁的情况,从而导致柴油机在工作过程中出现功率下降、油耗增加、热负荷加重及排放恶化等不良现象。针对上述情况,研究柴油喷雾的碰壁特性,分析其对喷雾燃烧过程的影响机制,具有十分重要的意义。本文利用定容燃烧弹试验平台,采用预混燃烧的方式在定容燃烧弹内构建类似柴油机上止点附近的热力环境,通过多种光学测量方法对燃油喷雾的发展过程进行拍摄捕捉,并针对不同过程中关注的特性参数采用相应的图片处理方法进行测量分析,探究燃油喷雾的碰壁对燃烧过程的影响规律。首先,依照车用柴油机的主要运行参数,选用04500m中6个具有代表性的海拔高度条件,探究燃油喷雾在不同海拔高度下的液相贯穿及着火特性。结果表明,当海拔高度上升至3000m时,喷雾发展过程中出现明显的液相燃油湿壁现象,喷雾滞燃期大幅延长,并且在4500m海拔高度下,喷雾着火点贴近壁面,出现了燃油喷雾附壁燃烧的现象。随后,从改变燃烧室热力环境和喷油策...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
定容燃烧弹试验平台构成示意图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文或 T 字型的光路测量方法，满足不同光学测量试验的需求。在主安装孔 8 个副安装孔，用以分布安装进排气口、火花塞、压力传感器等小型部弹在安装密封之后，内部空间大小可达 22.4L，结构大致为 136mm 边本试验中，采用直线型光路测量，在垂直于喷油方向的两个主要安装孔装两块可视直径为 130mm、厚度 50mm 的 JGS3 远红外光学玻璃，因喷雾发展长度为 130mm，可以充分满足自由喷雾雾化蒸发、着火及燃摄捕捉。在定容燃烧弹内部，可以加装挡板进行喷雾碰壁试验的研究，位置和角度可以十分灵活地设定喷雾碰壁的距离及角度，也能通过加进行预热，充分满足喷雾碰壁试验中对壁面因素自由调节的需求。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文在可燃混合气燃烧结束时达到峰值。由于定容燃烧弹壁面的冷却作束后进入冷却阶段，定容燃烧弹内的温度和压力开始不断下降。当力下降到目标热力环境条件对应的压力值时，控制单元自动触发摄信号，喷油器随即向定容燃烧弹内喷射燃油，并且同时相机开启雾从喷射进入弹内空间直至燃烧结束的全过程。由图 2-3 中可以看由于燃油的高压喷入以及迅速燃烧，使得定容燃烧弹内的压力有喷油时刻的弹内压力，波动的幅值可以忽略不计。因此可以认为，烧过程都处于定压环境下进行。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高原环境对缸内燃烧及壁面油膜的影响研究[J]. 刘永丰,杨震寰,成立强,王龙飞,黄树和,鲍通,薛赪,高英英. 车用发动机. 2016(06)
[2]高压共轨柴油机高海拔部分负荷燃烧特性[J]. 周广猛,刘瑞林,刘伍权,刘刚,董素荣,许翔. 燃烧科学与技术. 2014(02)
[3]电控共轨柴油机海拔特性仿真[J]. 赵伟,葛蕴珊,陆红雨,谭建伟. 汽车工程. 2014(01)
[4]重型柴油机在不同海拔地区的燃烧与排放特性[J]. 余林啸,葛蕴珊,谭建伟,何超,付耿,郭佳栋,王欣. 内燃机学报. 2013(06)
[5]一种预混燃烧加热式定容燃烧弹的研发[J]. 邓鹏,黄荣华,张永林,马寅杰. 华中科技大学学报(自然科学版). 2013(08)
[6]环境对大功率柴油机缸内喷雾、燃烧与传热的影响[J]. 郭猛超,王宪成,胡俊彪,孙志新. 车用发动机. 2012(05)
[7]喷油压力对柴油机喷雾、混合及燃烧特性影响的数值模拟研究[J]. 张晶,袁野,李国岫. 内燃机. 2011(05)
[8]基于喷雾可视化装置的碰撞喷雾研究[J]. 刘宇,隆武强,杜宝国,陈雷. 内燃机工程. 2008(01)
[9]壁面热条件对撞壁油束发展影响的试验研究[J]. 高光海,胡宗杰,邓俊,李理光. 内燃机工程. 2007(05)
[10]喷雾撞壁油膜流动的研究[J]. 成晓北,黄荣华,王志,朱梅林. 内燃机学报. 2002(03)
博士论文
[1]定容弹内低温燃烧条件下乙醇柴油喷雾和燃烧特性实验研究[D]. 邓鹏.华中科技大学 2014
[2]气液两相流动相界面追踪方法及液滴撞击壁面运动机制的研究[D]. 宋云超.北京交通大学 2013
[3]高原环境下内燃机工作过程应用基础研究[D]. 沈颖刚.天津大学 2004
本文编号：3304249
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
定容燃烧弹试验平台构成示意图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文或 T 字型的光路测量方法，满足不同光学测量试验的需求。在主安装孔 8 个副安装孔，用以分布安装进排气口、火花塞、压力传感器等小型部弹在安装密封之后，内部空间大小可达 22.4L，结构大致为 136mm 边本试验中，采用直线型光路测量，在垂直于喷油方向的两个主要安装孔装两块可视直径为 130mm、厚度 50mm 的 JGS3 远红外光学玻璃，因喷雾发展长度为 130mm，可以充分满足自由喷雾雾化蒸发、着火及燃摄捕捉。在定容燃烧弹内部，可以加装挡板进行喷雾碰壁试验的研究，位置和角度可以十分灵活地设定喷雾碰壁的距离及角度，也能通过加进行预热，充分满足喷雾碰壁试验中对壁面因素自由调节的需求。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文在可燃混合气燃烧结束时达到峰值。由于定容燃烧弹壁面的冷却作束后进入冷却阶段，定容燃烧弹内的温度和压力开始不断下降。当力下降到目标热力环境条件对应的压力值时，控制单元自动触发摄信号，喷油器随即向定容燃烧弹内喷射燃油，并且同时相机开启雾从喷射进入弹内空间直至燃烧结束的全过程。由图 2-3 中可以看由于燃油的高压喷入以及迅速燃烧，使得定容燃烧弹内的压力有喷油时刻的弹内压力，波动的幅值可以忽略不计。因此可以认为，烧过程都处于定压环境下进行。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高原环境对缸内燃烧及壁面油膜的影响研究[J]. 刘永丰,杨震寰,成立强,王龙飞,黄树和,鲍通,薛赪,高英英. 车用发动机. 2016(06)
[2]高压共轨柴油机高海拔部分负荷燃烧特性[J]. 周广猛,刘瑞林,刘伍权,刘刚,董素荣,许翔. 燃烧科学与技术. 2014(02)
[3]电控共轨柴油机海拔特性仿真[J]. 赵伟,葛蕴珊,陆红雨,谭建伟. 汽车工程. 2014(01)
[4]重型柴油机在不同海拔地区的燃烧与排放特性[J]. 余林啸,葛蕴珊,谭建伟,何超,付耿,郭佳栋,王欣. 内燃机学报. 2013(06)
[5]一种预混燃烧加热式定容燃烧弹的研发[J]. 邓鹏,黄荣华,张永林,马寅杰. 华中科技大学学报(自然科学版). 2013(08)
[6]环境对大功率柴油机缸内喷雾、燃烧与传热的影响[J]. 郭猛超,王宪成,胡俊彪,孙志新. 车用发动机. 2012(05)
[7]喷油压力对柴油机喷雾、混合及燃烧特性影响的数值模拟研究[J]. 张晶,袁野,李国岫. 内燃机. 2011(05)
[8]基于喷雾可视化装置的碰撞喷雾研究[J]. 刘宇,隆武强,杜宝国,陈雷. 内燃机工程. 2008(01)
[9]壁面热条件对撞壁油束发展影响的试验研究[J]. 高光海,胡宗杰,邓俊,李理光. 内燃机工程. 2007(05)
[10]喷雾撞壁油膜流动的研究[J]. 成晓北,黄荣华,王志,朱梅林. 内燃机学报. 2002(03)
博士论文
[1]定容弹内低温燃烧条件下乙醇柴油喷雾和燃烧特性实验研究[D]. 邓鹏.华中科技大学 2014
[2]气液两相流动相界面追踪方法及液滴撞击壁面运动机制的研究[D]. 宋云超.北京交通大学 2013
[3]高原环境下内燃机工作过程应用基础研究[D]. 沈颖刚.天津大学 2004
本文编号：3304249
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3304249.html
