国家自然科学基金(50976039)
- 作品数：10 被引量：48H指数：5
- 相关作者：黄荣华成晓北鞠洪玲陈亮邓鹏更多>>
- 相关机构：华中科技大学清华大学重庆红江机械有限责任公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金汽车安全与节能国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理交通运输工程更多>>
- 基于激光诱导炽光法的柴油喷雾燃烧碳烟生成特性被引量：8
- 2012年
- 采用激光诱导炽光法(LII),对高温高压定容燃烧弹内柴油喷雾燃烧火焰及碳烟生成的二维分布图像进行了测量分析,研究了在不同定容室环境温度、环境压力和喷射压力下燃烧火焰和油气混合特性对碳烟生成与分布的影响规律.结果表明:柴油燃料滞燃期会随环境温度和环境压力的升高而缩短;扩散燃烧火焰的浮起长度内空气卷吸量是影响碳烟形成过程的一个重要因素,高的环境温度和环境压力,以及低的喷油压力会产生较短的柴油火焰浮起长度;高的柴油喷射压力、低的环境压力和温度所产生的LII信号强度较弱,即此时激光片光内的碳烟体积分数较小.在喷雾混合中自然形成的混合气浓度分层和温度分层,既影响到混合气的着火和燃烧过程,又诱发碳烟颗粒的产生,研究结果对优化燃烧系统设计,验证燃烧模型提供了有价值的依据.
- 陈亮成晓北颜方沁郑亮王志
- 关键词：定容燃烧弹
- 强化混合条件下乙醇柴油和柴油的喷雾混合特性被引量：8
- 2014年
- 通过可视化定容燃烧弹试验台,采用纹影法研究了强化混合条件对乙醇柴油（E 20）和柴油喷雾混合特性的影响,喷油压力为50~200,MPa,燃油温度为343~423,K.试验表明：随喷油压力提高,喷雾锥角略有减小,但喷雾贯穿距和喷雾体积显著增大,喷雾的油气混合速率大幅提高;随燃油温度增加,喷雾锥角、喷雾贯穿距和喷雾体积变化不大,喷雾混合速率变化不明显.尽管乙醇的挥发性高于柴油,但添加乙醇对柴油喷雾的贯穿距和喷雾锥角影响不大.E 20喷雾贯穿距略小于柴油,喷雾锥角比柴油的约大5%,卷吸的空气体积比柴油稍大,燃空当量比小于柴油,形成稀混合气所需的时间更短.降低氧体积分数将使燃空当量比增大.提高喷油压力和掺混乙醇是加快柴油喷雾稀混合气形成速率的可行方法.
- 邓鹏黄荣华马寅杰张永林黄胜孟宪超
- 关键词：乙醇柴油燃空当量比
- 柴油机缸内碳烟颗粒形成过程与尺寸分布特性被引量：16
- 2011年
- 采用了唯象的半经验碳烟排放模型,考虑了碳粒成核、表面成长、凝结和氧化的基本过程,模拟计算了柴油机缸内燃烧条件下缸内碳烟形成过程中的活性基核、碳粒核的生成规律及碳粒尺寸分布规律,并对碳烟排放进行了分析。计算结果表明:燃烧温度和混合物当量比对初始碳核的生成有很重要的影响,碳核粒子首先在活塞凹坑底部的浓混合区域生成,随燃烧的扩散过程,燃烧室中心位置和凹坑唇边挤流区相继出现较高浓度的基核,但存在浓度相位差,缸内不同位置生成碳粒数量和尺寸分布是不同的,不同尺寸范围的碳粒数量和质量之间存在对应关系。
- 鞠洪玲成晓北陈亮黄荣华
- 关键词：内燃机柴油机
- 采用改进碳烟模型的柴油机碳烟颗粒物生成及尺寸分布被引量：1
- 2012年
- 用一个改进的碳烟模型,对柴油机的碳烟排放质量和碳烟颗粒的尺寸分布进行模拟计算,并在一台试验单缸机上,低压撞击器(LPI),测量了碳烟排放质量。该模型是在已有的详细碳烟模型基础上,进行了3项改进:以正十四烷代替正庚烷作为模拟燃料;耦合"shell"自点火模型以及KIVA-3V程序中的其他模型;在多步碳烟模型中,考虑了多环芳香烃(PAHs)直接沉积于碳烟颗粒表面。结果表明:PAHs的沉积作用对碳烟质量的增加有明显的贡献作用;碳烟尺寸分布是由PAHs的不同阶段的发展演化决定;模拟与试验测量的碳烟颗粒生成特性的变化趋势一致。因而,该模型可预测碳烟颗粒生成特性。
- 鞠洪玲成晓北汪方阳王志
- 关键词：柴油机
- 正十四烷在柴油机条件下芳香烃的形成及演化被引量：1
- 2011年
- 以单缸直喷柴油机为研究背景,考虑了正十四烷(C14H30)燃料的详细化学反应机理,设计了化学成分的焓值计算程序,对缸内燃烧过程进行三维数值模拟计算,研究了诱发碳烟颗粒先导物生成的单环及多环芳香烃(PAHs)的形成,应用Belardini碳烟模型讨论了缸内碳烟颗粒的形成和演变过程,分析了PAHs对碳烟生成的影响.结果表明:缸内压力变化趋势的计算结果与实验模拟结果基本符合;芳香烃及PAHs的质量在急燃期急剧升高,而后迅速下降,并在燃烧后期达到一个稳定值;苯、苯乙炔、奈、菲的排放量较大,所采用的详细化学反应机理可以较好地反映复杂燃烧情况下多环芳香烃PAHs类中间物质、自由基等的生成机理.
- 鞠洪玲成晓北
- 关键词：柴油机碳烟化学反应机理
- 柴油机燃烧中多环芳香烃及碳烟的形成与演化的研究被引量：8
- 2012年
- 参考与柴油组分接近的正十四烷(C14H30)燃料的详细化学反应机理(由230个化学反应、92个化学成分组成),建立了化学成分的焓值计算程序,研究计算了柴油机缸内燃烧过程中诱发碳烟颗粒先导物生成的单环及多环芳香烃(PAHs)的形成与演化过程,应用Belar-dini碳烟模型计算了缸内碳烟颗粒的质量,分析了PAHs对碳烟生成的影响。结果表明:缸内温度达到着火温度时,燃料在燃烧室凹坑挤流区域首先着火燃烧,并随着扩散燃烧扩展到缸内的其他位置,此时缸内PAHs的质量急剧上升,在急燃期后PAHs组分由于成长和氧化反应消耗而下降,在燃烧后期PAHs的质量基本稳定。多环芳香烃中苯、菲、苯乙炔、萘的排放量较大,对碳烟质量生成的影响也较大。
- 鞠洪玲成晓北陈亮黄荣华
- 关键词：内燃机柴油机碳烟多环芳香烃化学反应机理
- 一种预混燃烧加热式定容燃烧弹的研发被引量：7
- 2013年
- 为提高定容燃烧弹的适应性,增强其功能扩展潜力,采用模块化设计思想,研制出可满足预混燃烧、喷雾蒸发与燃烧等多种类型研究需求的可视化定容燃烧弹.为模拟内燃机缸内高温高压和氧体积分数可调的喷雾燃烧环境,采用乙炔+氧气预混合燃烧加热法,试验结果表明:该方法可方便快速地模拟出氧体积分数为0%～21%、环境压力为0.04～10.00MPa和环境温度为300～1300K的喷雾燃烧环境;结合高速数字纹影法光学诊断系统,实现了对喷雾雾化过程、油气蒸发混合过程和喷雾着火燃烧过程的高速观测与记录;该试验平台为深入研究内燃机喷雾蒸发与燃烧过程提供了必要条件.
- 邓鹏黄荣华张永林马寅杰
- 关键词：定容燃烧弹喷雾蒸发喷雾燃烧预混燃烧
- 车用天然气发动机活塞稳态温度存储法测量被引量：2
- 2015年
- 设计、制作了一套活塞稳态温度存储测试系统.实验前对该装置进行了高温可靠性试验,并对各测量通道进行了误差标定,发现各通道平均测量误差不超过0.07mV,再综合热电偶和铂电阻的随机误差,系统测温误差小于5℃.利用该系统测量了一台车用大功率压缩天然气发动机沿外特性曲线上1 100,1 200,1 300,1 500,1 700和1 900r/min这6个工况点的活塞稳态温度.测量结果表明:该系统可在高温、高负载下可靠、稳定地工作;该发动机活塞上的几个测点中,火力岸温度最高,在1 200r/min下达到284℃,在此温度下,该活塞满足该型发动机的可靠性要求.
- 黄荣华李桂全代辉贾李水
- 关键词：天然气发动机活塞
- 活塞稳态温度与柴油机运行工况的关系研究被引量：1
- 2016年
- 利用存储式活塞稳态温度测试系统,基于负荷特性曲线,对连续工况下活塞稳态温度进行测量.综合分析测试数据,分别对9个和25个工况点活塞温度用二次多项式进行拟合,计算了中间工况下活塞温度.结果表明:活塞温度分别随转速与扭矩的增加而呈现明显增加趋势;二次多项式拟合方法能有效获得中间工况活塞温度,满足大多数工况下的工程计算精度要求,可用于预测未知工况下的活塞稳态温度.利用该方法可有效获得部分负荷工况下活塞的稳态温度,也可为缸内三维燃烧和排放的活塞侧边界条件的获取提供支持.
- 彭恩高代辉黄荣华李桂全
- 关键词：柴油机活塞可靠性燃烧多项式拟合
- 柴油喷雾燃烧火焰内部碳烟采集与分析
- 2016年
- 为研究碳烟颗粒在柴油喷雾火焰内部的演变规律,在可视化定容弹喷雾燃烧系统中增加一种基于热泳原理的碳烟颗粒采集装置,获得了喷雾燃烧火焰内部的碳烟颗粒样本,并在高倍透射电镜下获得样本中不同尺度的碳烟形态图像。根据图像中碳烟宏观和微观形态结构特征分析了碳烟生成、聚合等演变历程。通过自行开发的图像处理程序,分析得到碳烟颗粒尺寸参数随喷射距离的变化特征。研究表明,该方法实现柴油机缸内高温高压特征环境下碳烟颗粒的采集与高倍电镜分析技术的有机结合,有效获取柴油喷雾火焰内部碳烟颗粒微观信息,为减少柴油机碳烟排放提供了重要研究手段和基础研究信息。
- 邓鹏丁红元邓磊孟宪超黄荣华
- 关键词：柴油喷雾燃烧碳烟定容燃烧弹
