张新华
- 作品数：10 被引量：23H指数：3
- 供职机构：华中科技大学能源与动力工程学院更多>>
- 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机械工程交通运输工程更多>>
- 微波特性对放电/点火核心形貌特征影响
- 2022年
- 基于微波辅助点火/放电试验台架,采用因素解耦的方法,探究了微波辅助放电/点火过程中,微波脉冲频率、峰值功率对放电/点火核心半径及形貌的影响规律及其内在机制.研究发现:在频率为1 kHz和功率为1 kW时微波辅助模式的放电/点火核心半径是火花点火模式的173.6%,同时微波馈入导致核心表面出现褶皱;中断效应的存在使不同脉冲频率下放电/点火核心对微波能量的吸收效率不同,脉冲频率为40 kHz时微波能量吸收效率基本饱和,40~80 kHz增强效果相差不到10%;峰值功率对点火核心半径的增强效果呈两段式增强,动力学增强比热增强的增强效果更显著.增大脉冲频率或增大峰值功率,放电/点火核心表面褶皱增多.探索了放电/点火核心表面出现褶皱的形成机制,表明馈入微波导致核心表面出现压力梯度和温度梯度,进而形成褶皱.放电/点火核心半径和形貌与微波参数紧密相关.
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- 关键词：点火放电等离子体
- 内燃机微波协助点火研究发展综述被引量：3
- 2016年
- 稀薄燃烧是能够大幅度提高内燃机热效率和降低内燃机排放的最有潜力的技术之一。针对稀薄燃烧面临的点火困难、燃烧不稳定等问题,综述了一种新型内燃机点火方式——微波协助点火技术,主要介绍了国内外微波协助点火技术的发动机台架试验研究、定容弹试验研究和点火机理等方面的研究,并指出微波协助点火这一技术能在无需改变内燃机现有结构的前提下大幅提高内燃机的燃烧稀限,对于改善汽油机或天然气发动机的稀薄燃烧性能具有巨大的应用潜力。
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- 关键词：内燃机稀薄燃烧
- 柴油机掺氢文丘里管的结构设计及优化被引量：1
- 2016年
- 为了将由水解装置产生的氢气由进气总管处引入柴油机,设计了一套文丘里管装置,将压力较低的氢气(0.15 MPa)自发地引入压力较高的进气总管(0.25 MPa)内。为了优化该文丘里管的吸氢能力,并降低文丘里管装置对发动机进气的影响,同时确保文丘里管结构尺寸较小便于安装,采用CFD软件FIRETM模拟了发动机实际工况下的文丘里管内气体流动情况,分析了分流流量、喉口管径、导流段管径、收缩角、扩压角、收缩圆角半径、扩压圆角半径等7个参数对氢气吸入能力的影响特征。结果表明:参数优化后文丘里管能够产生足够的低压,使水解的氢气顺利地吸入进气总管,同时不对发动机进气产生较大的流阻影响。
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- 关键词：柴油机掺烧氢气文丘里管结构优化
- 微波等离子体辅助内燃机点火研究综述
- 本文针对目前稀薄燃烧技术所面临的点火困难等问题,综述了一种新型的内燃机点火方式一微波等离子体辅助点火的技术特点,主要从实验研究方面介绍了该技术的国内外研究概况.指出了微波等离子体辅助点火这一技术,在不大幅改变现有发动机结...
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- 关键词：内燃机稀薄燃烧
- 文献传递
- 柴油机用微乳生物柴油研究进展被引量：3
- 2020年
- 鉴于柴油机节能减排的需要,微乳生物柴油是一个重要的发展方向。结合国内外微乳生物柴油的研究,综述了微乳生物柴油的稳定性与理化特性,柴油机燃用微乳生物柴油的动力性、经济性和排放特性,对比分析了柴油机用微乳生物柴油与柴油在性能上的差异及原因。研究表明:微乳生物柴油的滞燃期较长,使得压力上升速率、缸压峰值和瞬时放热率峰值升高;燃用微乳生物柴油的有效热效率大多高于柴油;燃用微乳生物柴油可以显著降低NOx和炭烟排放,CO和HC排放也有一定程度的减少,颗粒物及PM10排放均有所减少。在微乳生物柴油制备方面,添加扩展型羟酸酯类表面活性剂或加入金属催化剂可以提高微乳液的稳定性,减少污染物排放,满足绿色环保的要求。研究还指明,进一步降低微乳生物柴油的黏度,降低制备成本是微乳生物柴油未来的研究方向。
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- 关键词：乳化燃料生物柴油燃烧特性
- 掺混乙醇和水对柴油喷雾燃烧特性的影响被引量：5
- 2018年
- 采用预燃式定容燃烧弹系统,可视化研究了掺混乙醇和水对柴油冷态喷雾、蒸发喷雾及燃烧等特征的影响规律.结果表明:掺混乙醇和水会使混合燃油黏度增大,从而使乙醇柴油和掺水乳化柴油冷态喷雾的扩展能力明显低于纯柴油;乙醇和水在高温下的微爆或汽化,不仅能增强混合柴油喷雾的扩展能力,同时也可以促进液滴的分裂,强化油、气的混合;在喷雾燃烧中,3种燃油的滞燃期为纯柴油<乙醇柴油<掺水乳化柴油,这表明乙醇和水的掺入均会抑制柴油的着火,延长滞燃期;乙醇的加入能提高柴油的燃烧效率和燃烧温度并使碳烟的氧化速率增大;水分的加入则可降低燃烧温度和碳烟的生成,加上水煤气反应能促进碳烟的消亡,从而使乙醇柴油和掺水乳化柴油的碳烟排放均比纯柴油小;在上游低温区,掺水乳化柴油的燃烧速度最小,纯柴油最大,在下游高温区则相反,掺水乳化柴油的燃烧速度最大,纯柴油最小,这表明随着环境温度的增高,水分微爆和蒸发对喷雾和燃烧的促进作用越来越显著.
- 王兆文伍尚李磊张新华唐劼成晓北
- 关键词：乙醇柴油燃烧
- 微波辅助强化乙炔-空气火花点火的实验研究被引量：1
- 2021年
- 利用乙炔-空气球形火焰的发展特性,对比研究了微波辅助点火(MAI)在燃空当量比0.4~1.4、环境压力0.1~0.6MPa,微波脉冲频率1~ 80 kHz、微波馈入时刻-2~2 ms条件下的点火性能增强效能。并通过干放电实验,探究了微波对火焰核心促进作用的内在机制。结果表明:MAI能将常压下当量比分别为0.4和1.4的早期火焰发展速度提升60%和270%;随着环境压力的增大,MAI对早期火焰的增强作用有所减弱;微波脉冲频率从1 kHz增到80 kHz时,MAI的增强效能先快速增强后逐渐放缓;微波提前触发有助于提升MAI性能。
- 张新华王兆文王兆文周冬刘超辉成晓北
- 关键词：微波脉冲频率点火
- 微波辅助点火对甲烷预混球形火焰的影响被引量：3
- 2020年
- 基于微波等离子体辅助点火可视化试验台架和分离影响因素的研究思路,试验了不同脉冲频率和峰值功率下微波辅助火花塞的放电特性,以及当量比为0.6~1.0、环境压力为0.1~0.7 MPa下的甲烷-空气预混球形火焰的着火及传播特性.干放电试验结果表明:微波脉冲频率为1 kHz时,由于第一个微波脉冲正处于放电电子密度高峰时刻,微波对火花塞放电核心膨胀的加速作用最明显,随着微波脉冲频率的增大,微波强化放电的效果减弱;随微波源的峰值功率增大,微波脉冲对放电的强化作用愈发明显.点火试验结果表明:频率为1 kHz、峰值功率为1 kW微波脉冲的馈入,使当量比为0.6、环境压力为0.1 MPa下的早期火核生长速度提升了60%,随着当量比的增加,微波对火焰发展的增强幅度减小;随着环境压力的增加,微波对点火的增强作用减弱.总之,微波对火焰发展的增强作用主要是对初始火核发展的促进;在火焰后期,燃料燃烧的热能远大于微波能量,导致微波的馈入对后期燃烧过程没有明显影响.
- 张新华王兆文黄胜吴慧珉金兵成晓北
- 关键词：微波等离子体点火稀薄燃烧
- 微波辅助点火对CO_(2)稀释甲烷燃烧的影响被引量：1
- 2022年
- 为提高内燃机热效率和降低污染物排放,研究了CO_(2)稀释条件下的甲烷微波辅助点火特性。基于定容燃烧弹台架,将微波馈入到对置式电极以促进点火,采用高速纹影法探索不同试验条件下火核早期发展规律。结果表明:微波辅助点火(MAI)模式下,CO_(2)稀释极限得到提高,16%CO_(2)稀释比仍能成功点火。在8%CO_(2)稀释比时,馈入微波能将甲烷可燃极限从火花点火(SI)模式下的0.7拓展到0.6。随微波功率的升高,火核等效半径增大,但增大程度逐步减小;在不同CO_(2)稀释比条件下,微波频率对火核的增强效果出现不同规律。本研究结果可为废气再循环(EGR)氛围下应用微波辅助点火技术提供理论支撑。
- 王志豪张新华吴慧珉刘超辉王兆文黄荣华李顶根王志
- 关键词：内燃机等离子体
- 基于正交设计的燃油蒸发系统电磁阀综合性能优化被引量：9
- 2017年
- 脱附电磁阀是汽油轿车燃油蒸发控制系统中关键零部件之一,电磁阀的动态响应特性对燃油蒸汽的脱附速率有着重要的影响,同时,电磁阀衔铁的撞击噪声和电磁阀的通电可靠性与电磁阀产品的性能也有重要关系。为此,首先针对脱附电磁阀进行适当的模型简化,采用电磁场模拟软件Maxwell建立数学模型,通过仿真手段与试验结果进行响应特性标定对比,从而验证数学模型的准确性。而后基于正交设计方法,研究了不同铁芯材料、线圈匝数、线圈直径、工作间隙以及衔铁质量等结构参数对电磁阀的动态响应特性、撞击噪声以及能耗量的影响,并进行电磁阀综合性能的最优化设计,获得了最佳的综合性能。最后通过试验手段对最优化方案进行验证,并对其撞击噪声、响应特性进行了分析,结果表明通过正交设计方法的模拟预测与试验数据有较高的一致性,从而为电磁阀的综合优化提供了可靠的方法。
- 王兆文白国军黄胜迟浩张新华张鹏
- 关键词：电磁阀响应特性正交设计
