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燃料敏感性对部分预混燃烧影响的试验研究 被引量:3
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作者 郑尊清 贺子晗 +3 位作者 王浒 王洋 尧命发 张德福 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期9-14,共6页
配制辛烷值相同而敏感性不同的高辛烷值燃料,在一台改造的单缸试验发动机上进行了燃料敏感性对部分预混燃烧的燃烧和排放特性影响的研究。采用的不同敏感性的燃料为配制的甲苯参比燃料和市售92#汽油。研究结果表明:燃料敏感性越高,滞燃... 配制辛烷值相同而敏感性不同的高辛烷值燃料,在一台改造的单缸试验发动机上进行了燃料敏感性对部分预混燃烧的燃烧和排放特性影响的研究。采用的不同敏感性的燃料为配制的甲苯参比燃料和市售92#汽油。研究结果表明:燃料敏感性越高,滞燃期越长,油气混合越充分,预混燃烧比例越大,NOx排放越高。燃烧重心(CA50)随着敏感性的增高先推迟后提前,敏感性为2的燃料CA50最迟。燃料敏感性越低,压升率越低,而市售92#汽油挥发性较强,预混比例较大,最大压升率最高;敏感性为2的燃料在上止点附近放热较多,指示热效率较高;汽油及敏感性为5和8的燃料的碳烟排放比其他燃料低。 展开更多
关键词 甲苯参比燃料 部分预混燃烧 燃料敏感性 辛烷值
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天然气部分预混燃烧的火焰离焰特性实验 被引量:3
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作者 张杨竣 秦朝葵 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期115-120,共6页
天然气组分变化时,末端用户(如民用大气式燃烧器)易出现火焰离焰等燃烧不稳定情况,研究部分预混燃烧器的火焰离焰燃烧特性,对于确保天然气的互换性非常重要。为此,以市场上常见的燃气灶设计参数统计结果为依据,实验设计了一台基准燃烧器... 天然气组分变化时,末端用户(如民用大气式燃烧器)易出现火焰离焰等燃烧不稳定情况,研究部分预混燃烧器的火焰离焰燃烧特性,对于确保天然气的互换性非常重要。为此,以市场上常见的燃气灶设计参数统计结果为依据,实验设计了一台基准燃烧器,以测试不同天然气组分下的火焰离焰燃烧特性,着重讨论火焰离焰与燃烧器头部温度的关系以及天然气组分对火焰离焰特性的影响。预混燃烧火焰发生离焰时,头部温度与火焰离焰程度互为因果关系;火焰离焰极限值曲线仅由燃烧器结构和气源特性决定,当气源特性一定时,在燃烧器上的火焰离焰极限值曲线即已确定,不存在同一燃烧器上同一气源的不同温度火焰离焰极限值曲线;测试预混燃烧器火焰离焰极限值曲线时,必须保证头部温度恒定,但不需要保证每次测试都在同一温度情况下进行。结论认为:贫组分天然气较之富组分天然气气源更易出现火焰离焰,且出现火焰离焰时头部温度更低;贫气置换富气时,会导致严重的火焰离焰互换问题。 展开更多
关键词 部分预混燃烧 火焰离焰 天然气 头部温度 互换性 基准燃烧 极限值曲线 天然气组分
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天然气部分预混燃烧一次空气系数与燃烧器头部温度关系的模拟仿真与实验研究 被引量:4
3
作者 张杨竣 逯红梅 《石油与天然气化工》 CAS 北大核心 2015年第5期46-51,共6页
针对部分预混燃烧过程一次空气系数变化的研究,很少涉及燃烧器头部温度变化的影响,利用ICEM CFD对部分预混燃烧器进行建模,通过模拟仿真计算不同天然气组分在不同燃烧器温度情况对引射一次空气系数的影响,并结合实验测试,对比模拟仿真... 针对部分预混燃烧过程一次空气系数变化的研究,很少涉及燃烧器头部温度变化的影响,利用ICEM CFD对部分预混燃烧器进行建模,通过模拟仿真计算不同天然气组分在不同燃烧器温度情况对引射一次空气系数的影响,并结合实验测试,对比模拟仿真结果和实验测试结果,明确燃烧器头部温度与部分预混引射一次空气系数之间的变化关系。模拟结果符合随着天然气沃泊指数的增加大气式燃烧器引射一次空气系数降低的变化规律,一次空气系数实验测试值与模拟值偏差在±0.02之内。当燃气发生置换时,一次空气系数的变化不仅与沃泊指数成反比,同时也受燃烧器头部温度的影响,应在现有一次空气系数计算公式基础上对其进行温度修正。当贫气置换富气时,建议对一次空气系数变化的温度修正系数k取值1.1;反之,当富气置换贫气时,建议温度修正系数k取值0.9;气质相近的两两置换,无需进行温度修正。 展开更多
关键词 部分预混燃烧 一次空气系数 头部温度 沃泊指数 温度修正
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燃料敏感性对内燃机部分预混燃烧(PPC)光谱特性的影响研究
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作者 刘海峰 明镇洋 +3 位作者 文铭升 崔雁清 刘威 尧命发 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2999-3006,共8页
在一台光学发动机上,利用火焰高速成像技术和自发光光谱分析法,研究了燃料敏感性(S)为0和6时对发动机缸内火焰发展和燃烧发光光谱的影响。试验过程中,通过改变喷油时刻(SOI=-25,-15和-5°CA ATDC)使燃烧模式从部分预混燃烧过渡到传... 在一台光学发动机上,利用火焰高速成像技术和自发光光谱分析法,研究了燃料敏感性(S)为0和6时对发动机缸内火焰发展和燃烧发光光谱的影响。试验过程中,通过改变喷油时刻(SOI=-25,-15和-5°CA ATDC)使燃烧模式从部分预混燃烧过渡到传统柴油燃烧模式。通过使用正庚烷、异辛烷、乙醇混合燃料来改变燃料敏感性。结果表明,在PPC模式下(-25°CA ATDC),火焰发展过程是从近壁面区域开始着火,而后向燃烧室中心发展,即存在类似火焰传播过程,同时在燃烧室下部未燃区域也形成新的着火自燃点。敏感性对燃烧相位影响较大,对缸内燃烧火焰发展历程影响较小;高敏感性燃料OH和CH带状光谱出现的时刻推迟,表明高敏感性燃料高温反应过程推迟,且光谱强度更低,表明碳烟辐射强度减弱。在PPC到CDC之间的过渡区域(-15°CA ATDC),燃烧火焰发光更亮,燃烧反应速率比-25°CA ATDC时刻的反应速率更快。高、低敏感性燃料对缸压放热率的影响规律与-25°CA ATDC相近,此时的燃烧反应更剧烈,放热率更高,碳烟出现时刻更早。该喷油时刻下的光谱强度高于PPC模式下的光谱强度,说明此时的CO氧化反应与碳烟辐射更强。在CDC模式下(-5°CA ATDC),由于使用的燃料活性较低,燃烧放热时刻过于推迟,放热量很小,缸内燃烧压力低,因此燃料敏感性对缸压和放热率的影响不明显,但从燃烧着火图像中可以看到高敏感性燃料的火焰出现时刻较低敏感性燃料推迟。低敏感性燃料的燃烧初期蓝色火焰首先出现在燃烧室中心,着火火焰出现时刻更早,之后蓝色火焰从中心向周围扩散,呈现火焰传播为主导的燃烧过程;燃烧后期,局部混合气过浓区导致亮黄色火焰面积逐渐增大并向周围扩散。高敏感性燃料的火焰发展趋势与低敏感性燃料类似,黄色火焰的亮度与面积更小。尽管高、低敏感性燃料的OH和CH带状光谱的出现时间相近,但高敏感性燃料的光谱强度仍更低。综合分析,火焰发展结构与自发光光谱特征主要受喷油时刻的影响,燃料的敏感性主要影响着火时刻和火焰自发光光谱强度,且高敏感性燃料的光谱强度更低。 展开更多
关键词 光学发动机 部分预混燃烧(PPC) 燃料敏感性 自发光光谱 火焰发展
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正丁醇部分预混燃烧及其颗粒物排放特性试验 被引量:4
5
作者 陈鹏 郑尊清 +3 位作者 刘海峰 李艺漩 王海龙 尧命发 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期481-489,共9页
通过一台改造的单缸柴油机研究了小负荷下EGR、喷射时刻、进气压力及喷射策略对正丁醇部分预混燃烧(PPC)及其颗粒物排放特性的影响.结果表明:引入适当小比例EGR率能够促进正丁醇着火,提前燃烧相位;正丁醇PPC颗粒物粒径集中在40 nm以内,... 通过一台改造的单缸柴油机研究了小负荷下EGR、喷射时刻、进气压力及喷射策略对正丁醇部分预混燃烧(PPC)及其颗粒物排放特性的影响.结果表明:引入适当小比例EGR率能够促进正丁醇着火,提前燃烧相位;正丁醇PPC颗粒物粒径集中在40 nm以内,绝大部分为核态颗粒物;随着EGR率的增大,颗粒物粒径范围加大,但较高EGR率下滞燃期过长,燃烧相位靠后,颗粒物排放的浓度及粒径迅速降低;随着喷射时刻的提前,颗粒物粒径分布先向大粒径、高浓度偏移,后向小粒径、低浓度移动,相同燃烧相位CA 50时,远上止点喷射比近上止点喷射能够获得较小的颗粒物浓度;小负荷下较低进气压力仍具有足够高的空燃比,但其滞燃期长,颗粒物排放浓度低,粒径分布范围窄,增大进气压力使颗粒物粒径分布向大粒径偏移;相对单次喷射,两次喷射策略能够显著降低颗粒物排放浓度,并且主后喷两次喷射策略降低效果更佳. 展开更多
关键词 单缸柴油机 正丁醇 部分预混燃烧 颗粒物排放 喷射策略
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两次喷射模式下部分预混燃烧火焰发展模式的光学诊断研究 被引量:4
6
作者 房性会 郑尊清 +3 位作者 刘海峰 崔雁清 丰雷 尧命发 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期1-7,共7页
基于一台光学发动机,在1 200r/min的转速下以正庚烷为燃料,应用高速摄像的方法研究了两次喷射模式下部分预混燃烧(partially premixed combustion,PPC)中的火焰发展模式,分析了两次喷射控制燃烧反应速率的机理。研究发现,在上止点之前... 基于一台光学发动机,在1 200r/min的转速下以正庚烷为燃料,应用高速摄像的方法研究了两次喷射模式下部分预混燃烧(partially premixed combustion,PPC)中的火焰发展模式,分析了两次喷射控制燃烧反应速率的机理。研究发现,在上止点之前单次喷射时,燃烧为典型的PPC燃烧,火焰发展模式被多点自燃主导。上止点之前两次喷射,火焰同样被多点自燃主导。相比于单次喷射,两次喷射没有改变火焰发展模式,对放热规律的影响较小。推迟第二次喷射的喷射时刻,可以增加扩散燃烧比例,降低放热率峰值,但是燃烧图像中碳烟信号明显增强。两次喷射都位于上止点之后时,火焰发展模式以火焰传播为主,放热率峰值降低,燃烧图像没有明显的碳烟信号。两次喷射可以改变火焰发展模式,有效地控制燃烧反应速率的同时保持较低的碳烟排放。 展开更多
关键词 部分预混燃烧(PPC) 两次喷射 火焰发展模式 高速摄像
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两次喷射对正丁醇部分预混燃烧影响的试验研究 被引量:8
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作者 陈鹏 郑尊清 +3 位作者 马乃锋 杨彬 查海恩 尧命发 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期14-21,共8页
在一台改造的单缸柴油机上进行了预主喷两次喷射策略对正丁醇部分预混燃烧影响的试验研究。研究结果表明:正丁醇燃料实现部分预混燃烧相对汽油燃料对喷射时刻较敏感,最大压力升高率高,稳定运行范围窄,但未燃碳氢、氮氧化物和碳烟排放较... 在一台改造的单缸柴油机上进行了预主喷两次喷射策略对正丁醇部分预混燃烧影响的试验研究。研究结果表明:正丁醇燃料实现部分预混燃烧相对汽油燃料对喷射时刻较敏感,最大压力升高率高,稳定运行范围窄,但未燃碳氢、氮氧化物和碳烟排放较低;预主喷两次喷射能有效降低正丁醇部分预混燃烧最大压力升高率,随着预主喷间隔的增大,最大压力升高率先快速降低后上升,预喷射比例越大,获得最低压力升高率对应的预主喷间隔越大;通过优化预主喷两次喷射策略,能显著改善正丁醇部分预混燃烧可控性差、最大压力升高率高的问题,从而有利于实现更大工况范围内的高效燃烧。 展开更多
关键词 正丁醇 部分预混燃烧 两次喷射 燃烧可控性 最大压力升高率
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基于部分预混燃烧模型的燃气轮机三维燃烧特性研究
8
作者 阮圣奇 陈开峰 +3 位作者 李强 王守成 李杰 程建萍 《燃气涡轮试验与研究》 2022年第5期43-48,共6页
采用部分预混燃烧模型,对DLN 1.0燃烧室的满负荷预混燃烧工况的流场、温度场及污染物排放特性进行了研究,并将其结果与燃烧调整试验数据进行了比较。结果表明:该模型能够准确预测该燃烧工况;随着过量空气系数的增大,该燃烧室内流场变化... 采用部分预混燃烧模型,对DLN 1.0燃烧室的满负荷预混燃烧工况的流场、温度场及污染物排放特性进行了研究,并将其结果与燃烧调整试验数据进行了比较。结果表明:该模型能够准确预测该燃烧工况;随着过量空气系数的增大,该燃烧室内流场变化较小,但高温区范围明显减小,过渡段出口面排放气体平均温度降低,温度分布系数表现为先减小后增大的趋势,在过量空气系数为2.50时温度分布系数最小,此时出口面温度分布最均匀;增大过量空气系数有利于减少NOx排放,但过大的过量空气系数需要消耗更多的能量。综合考虑,该预混燃烧工况过量空气系数取2.50较为合理。 展开更多
关键词 燃气轮机 燃烧 部分预混燃烧模型 数值模拟 温度场 NOX排放
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天然气掺氢时部分预混燃烧器的燃烧特性试验研究
9
作者 詹心怡 秦朝葵 +1 位作者 朱海鹏 陈士柏 《城市燃气》 2022年第2期1-11,共11页
原本为管网天然气设计制造的燃具在不同掺氢比的天然气下运行时的性能优劣,是天然气掺氢技术能否在家用燃具领域持续发展的关键。本文以常见于热水器的一种大气式燃烧器为对象,搭建石英玻璃燃烧室,采用受控的燃气与一次空气、二次空气... 原本为管网天然气设计制造的燃具在不同掺氢比的天然气下运行时的性能优劣,是天然气掺氢技术能否在家用燃具领域持续发展的关键。本文以常见于热水器的一种大气式燃烧器为对象,搭建石英玻璃燃烧室,采用受控的燃气与一次空气、二次空气混合方式,系统地考察了单片燃烧器在0%~40%的掺氢比下、不同一次空气系数和热负荷下的火焰形态、离焰极限、燃烧器温度以及CO、NO_(x)等烟气排放情况。结论表明:掺氢比的升高使得燃烧器的离焰极限升高,燃烧器最高温度先下降后上升,CO排放改善,NO_(x)排放没有可预测的规律。本文的研究对于更具适应性燃具的设计和合理确定掺氢比,有一定借鉴作用。 展开更多
关键词 部分预混燃烧 受控混合 掺氢比 燃烧特性
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柴油机部分预混合燃烧与排放特性的模拟与试验 被引量:4
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作者 刘贝 成晓北 +2 位作者 董世军 颜方沁 邱亮 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期496-504,共9页
在一台6缸重型增压柴油机上,通过单次喷射策略结合EGR技术实现部分预混合燃烧(PPC)方式.基于Level-set的湍流火焰传播模型结合简化的化学反应机理对这种燃烧模式的燃烧与排放生成过程进行计算分析.依据试验和模拟结果分析PPC模式对燃烧... 在一台6缸重型增压柴油机上,通过单次喷射策略结合EGR技术实现部分预混合燃烧(PPC)方式.基于Level-set的湍流火焰传播模型结合简化的化学反应机理对这种燃烧模式的燃烧与排放生成过程进行计算分析.依据试验和模拟结果分析PPC模式对燃烧放热、NOx、UHC和PM排放的影响.结果表明:早喷和晚喷PPC模式都具有两阶段的放热,在燃烧期内预混燃烧比例显著高于常规燃烧模式,但晚喷模式下还存在部分扩散燃烧;采用PPC燃烧方式可减少NOx和PM排放,但晚喷PPC模式下HC排放会增加;PPC模式下核心组分的变化过程和常规喷油模式有很大的不同,在PPC模式下酮化过氧氢在第一阶段着火过程中起到关键作用,第一阶段着火过程中积累的大量H2O2使得第二阶段着火过程中放热率峰值很高;在喷束下游生成OH的位置会生成大量NOx,而碳烟是在燃烧室壁面附近的富燃料区域形成,晚喷PPC模式下的HC排放过高主要是由于贫燃料区域不能迅速进行第二阶段着火引起的. 展开更多
关键词 重载柴油机 部分预混燃烧 数值模拟
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重型柴油机部分预混压燃模式的燃烧与排放特性 被引量:6
11
作者 成晓北 胡洋洋 +2 位作者 陈亮 殷勇 刘寰 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期111-118,共8页
在一台6缸涡轮增压重型柴油机上,基于单次喷射方式,通过调节喷油正时,结合EGR技术,实现了柴油机的部分预混压燃,分析了其燃烧放热特性随喷油正时、EGR、喷射压力和负荷的变化,研究了影响控制混合期与滞燃期的因素及其影响规律.结果表明... 在一台6缸涡轮增压重型柴油机上,基于单次喷射方式,通过调节喷油正时,结合EGR技术,实现了柴油机的部分预混压燃,分析了其燃烧放热特性随喷油正时、EGR、喷射压力和负荷的变化,研究了影响控制混合期与滞燃期的因素及其影响规律.结果表明:部分预混压燃(PPCI)燃烧模式兼具预混燃烧和低温燃烧的特征,是碳烟和NOx同时降低的重要因素,但低温燃烧和稀薄的混合气易于导致燃烧不完全,喷油推迟较晚时引起HC和CO排放显著增加,并引起燃油消耗率增大.这种PPCI模式下,提高喷射压力对NOx和碳烟排放的影响作用不明显,单纯增大喷油压力并不能改善PPCI模式的燃油经济性.当负荷提高至50%以上时,对于早喷预混模式已呈现扩散燃烧阶段,导致NOx和碳烟排放均增大. 展开更多
关键词 重型柴油机 部分预混燃烧 排放
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三维直接数值模拟部分预混发动机内的燃烧过程 被引量:1
12
作者 张帆 尧命发 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1941-1949,共9页
采用三维直接数值模拟方法研究了一个类似于部分预混燃烧(PPC)发动机条件下高辛烷值燃料PRF70的着火过程。文章采用了简化的PRF化学动力学机理,包含33个组分和38步基元反应。计算中根据发动机的几何尺寸和真实运行工况加入了气缸内压缩... 采用三维直接数值模拟方法研究了一个类似于部分预混燃烧(PPC)发动机条件下高辛烷值燃料PRF70的着火过程。文章采用了简化的PRF化学动力学机理,包含33个组分和38步基元反应。计算中根据发动机的几何尺寸和真实运行工况加入了气缸内压缩/膨胀的效果,并考虑了燃料的两次喷射,其中第一次喷射形成了较均匀的混合气,第二次燃料喷射增加了混合物分层。研究发现,PPC的燃烧过程非常复杂,是均质压燃、预混燃烧和扩散燃烧三种主要燃烧模式的结合。在两次燃料喷射之间的区域为近化学计量比燃烧,是氮氧化物的生成区;而在化学计量比(φ)大于2的区域,混合不充分聚集了大量未燃碳氢和CO。文章使用Marching cube算法捕捉了三维火焰锋面随时间的变化。最后,使用反应锋面上高斯曲率(k_g)与平均曲率(k_m)的联合概率密度函数(PDF)以及平均曲率随时间变化的概率密度函数,揭示了球形火焰锋面和马鞍形火焰锋面的存在,前者占主要地位,并且随着燃烧的进行,负曲率增加,主要是因为中心的燃料浓区在逐渐消耗。 展开更多
关键词 直接数值模拟 部分预混燃烧 PRF70 燃烧特性 PPC发动机
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部分预混超声速燃烧火焰面模式研究综述 被引量:12
13
作者 孙明波 范周琴 +2 位作者 梁剑寒 刘卫东 王振国 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期634-641,共8页
采用部分预混火焰面模式建模与仿真已经成为超声速燃烧数值研究的主要趋势之一.系统回顾了超声速燃烧火焰面模式的发展历程,针对其应用的两个基本问题进行总结:一是火焰面模式在超声速燃烧中的物理存在问题,二是超声速燃烧火焰面模式的... 采用部分预混火焰面模式建模与仿真已经成为超声速燃烧数值研究的主要趋势之一.系统回顾了超声速燃烧火焰面模式的发展历程,针对其应用的两个基本问题进行总结:一是火焰面模式在超声速燃烧中的物理存在问题,二是超声速燃烧火焰面模式的建模问题.重点分析了火焰面模式应用于超声速燃烧的难点,提出了超声速燃烧火焰面模式建模应兼顾的问题. 展开更多
关键词 部分预混湍流燃烧 火焰模式 火焰面模式 超声速燃烧
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柴油机部分均质预混燃烧模式下混合与化学控制参数对指示热效率的影响 被引量:13
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作者 于文斌 裴毅强 苏万华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期193-200,共8页
基于部分均质预混燃烧(PPC)的柴油机研究开发和优化了一种混合燃烧控制策略,在平均指示压力(IMEP)高达1.1,MPa的负荷范围内实现了高的指示热效率以及超低排放.燃烧过程中的混合与化学控制参数包括了喷油定时、喷油模式(如多脉冲喷射)、... 基于部分均质预混燃烧(PPC)的柴油机研究开发和优化了一种混合燃烧控制策略,在平均指示压力(IMEP)高达1.1,MPa的负荷范围内实现了高的指示热效率以及超低排放.燃烧过程中的混合与化学控制参数包括了喷油定时、喷油模式(如多脉冲喷射)、增压压力、EGR率以及进气气门关闭定时等,通过优化耦合以上控制参数可以优化控制当量比与温度的变化路径,从而避开NOx与碳烟(Soot)生成区.基于热力学第一定律,通过能量平衡的分析方法研究了混合与化学控制参数对热效率的影响.研究表明,相对于排放而言,热效率受控制参数的影响更加敏感. 展开更多
关键词 柴油机 部分均质预混燃烧 混合燃烧控制策略 热效率 排放
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低甲烷浓度煤层气部分预混式旋流燃烧器燃烧特性的实验研究 被引量:4
15
作者 杨仲卿 杨鹏 +2 位作者 张力 杨鑫 郭名女 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期115-121,共7页
针对低甲烷浓度煤层气的特点,设计了150kW部分预混式旋流燃烧器,实验研究了燃烧器结构对低甲烷浓度煤层气燃烧的影响,考察了低甲烷浓度煤层气在燃烧器内的速度分布特性、旋流强度及甲烷浓度变化对温度分布的影响规律。结果表明:加装钝... 针对低甲烷浓度煤层气的特点,设计了150kW部分预混式旋流燃烧器,实验研究了燃烧器结构对低甲烷浓度煤层气燃烧的影响,考察了低甲烷浓度煤层气在燃烧器内的速度分布特性、旋流强度及甲烷浓度变化对温度分布的影响规律。结果表明:加装钝体结构的旋流燃烧器在燃用甲烷体积分数为20%的煤层气时,火焰长度降低,射流刚性增强,燃烧高效稳定;Z轴的逆轴向速度梯度范围随着直旋配风比的增加逐渐增大,射流刚性提高,中心回流区域变大;R轴的逆轴向速度梯度范围随着距离燃烧器喷口距离的增加逐渐缩小,回流区域变小,卷吸高温烟气的能力下降,不利于高效稳定燃烧;燃烧器喷口中心处的旋流强度随热负荷的增加而逐渐增大;当热负荷增加到50%以后,旋流强度随过量空气系数的增大而小幅度波动;当煤层气中甲烷体积分数为20%~30%时,随着甲烷浓度的增加,燃烧器出口的火焰形状呈现出变短变窄的趋势,燃烧稳定性提高,出口温度不超过1 000K,可以有效避免喷口被烧坏。 展开更多
关键词 低甲烷浓度煤层气 部分预混式旋流燃烧 钝体 回流区 燃烧 燃烧特性
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直馏石脑油部分预混压燃的燃烧和排放特性
16
作者 王金力 杨福源 欧阳明高 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1-8,共8页
在一台压缩比为17.5的柴油机上,研究了喷油策略和废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)对直馏石脑油部分预混压燃的影响。研究了三种部分预混燃烧喷油策略的影响,即一次喷射、固定时刻大比例一次喷射和小比例上止点附近二次喷射... 在一台压缩比为17.5的柴油机上,研究了喷油策略和废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)对直馏石脑油部分预混压燃的影响。研究了三种部分预混燃烧喷油策略的影响,即一次喷射、固定时刻大比例一次喷射和小比例上止点附近二次喷射、50∶50的两次喷射(其中第一次喷射时刻固定)。三种喷射模式分别进行了二次喷射时刻和EGR的扫描试验研究。结果表明:三种喷射策略下都可以实现部分预混压燃,同时实现较低的指示比NOx排放和低的颗粒物排放水平。其中,单次喷射下需要辅以较大EGR率,燃烧热效率较高,最大压力升高率也较大。大比例预喷可以实现典型的部分预混合燃烧,热效率较高。50∶50比例喷射不需要大EGR率就可以实现低NOx和低颗粒物排放,但是整体热效率会受到影响,燃烧控制较困难。 展开更多
关键词 内燃机 石脑油 燃烧 排放 部分预混燃烧
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值班级当量比对同轴分级模型燃烧室燃烧特性影响
17
作者 王海洋 赵铁铮 刘潇 《应用科技》 CAS 2024年第3期36-43,共8页
采用数值模拟方法对同轴分级模型燃烧室进行研究,探究值班级当量比变化对燃烧室内燃料掺混与燃烧特性的影响规律。本文研究了燃烧室内速度、温度与中间产物组分分布的变化情况,重点分析了不同值班级当量比下燃烧室性能及排放参数的变化... 采用数值模拟方法对同轴分级模型燃烧室进行研究,探究值班级当量比变化对燃烧室内燃料掺混与燃烧特性的影响规律。本文研究了燃烧室内速度、温度与中间产物组分分布的变化情况,重点分析了不同值班级当量比下燃烧室性能及排放参数的变化规律。结果表明随着值班级当量比的增加,燃烧室头部位置燃料与空气的掺混效果恶化,旋流器出口燃料当量比明显增加。值班级当量比增加时,高温区面积与峰值温度增加,NO_(x)排放明显升高。值班级当量比由0增加至1时,燃烧室出口的NO_(x)排放量增加了近6倍,NO_(x)排放量呈现指数增加。值班级当量比的变化对燃烧效率、压力损失与CO排放影响较小,不同值班级当量比下燃烧效率在99.94%以上,压力损失为2%,燃烧室出口CO排放量为8×10^(−6)。 展开更多
关键词 船用燃气轮机 同轴分级 燃烧 值班级 NO_(x)排放 CO排放 数值模拟 部分预混燃烧
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小型部分预混燃烧器在PNG和LNG下的离焰和黄焰燃烧特性研究
18
作者 张杨竣 杨林 +1 位作者 于妍妍 王萌 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期511-516,共6页
设计了一台功率为1.5kW的小型部分预混燃烧器,其中燃烧器头部材质分别为铸铁和铜铝。通过改变燃气和空气预混比例,实验测试了不同PNG和LNG下燃烧器的离焰和黄焰特性,结合燃烧器头部温度变化规律,分析了在天然气置换后部分预混燃烧器的... 设计了一台功率为1.5kW的小型部分预混燃烧器,其中燃烧器头部材质分别为铸铁和铜铝。通过改变燃气和空气预混比例,实验测试了不同PNG和LNG下燃烧器的离焰和黄焰特性,结合燃烧器头部温度变化规律,分析了在天然气置换后部分预混燃烧器的燃烧特性。实验发现:在发生黄焰时,铜铝材质拟合线性斜率分布在-6.2^-18.6,铸铁材质分布在-4.6^-9.0,在发生离焰时,铜铝材质拟合曲线曲率分布在1.3~2.7,铸铁材质分布在1.1~3.3,铜铝材质头部温度波动大,而铸铁材质保持相对平缓的温度变化趋势;发生离焰时,在高火孔热强度下,LNG引射的空气量波动小,燃烧器头部温度基本不变,PNG引射的空气量下降,火焰根部温度出现上升;黄焰发生时,LNG的引射空气量是PNG的1.2倍左右,引入过多的室内空气,导致燃烧器头部、火焰根部的温度降低。 展开更多
关键词 小型部分预混燃烧 燃烧器头部材质 管道天然气 液化天然气 离焰 黄焰 温度
原文传递
基于RANS和LES的汽油、柴油及其掺混燃料压燃燃烧特性数值模拟研究 被引量:2
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作者 王浒 张晓林 +2 位作者 郑尊清 闫博文 李彩云 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期21-29,共9页
研究中首先采用RANS和LES两种湍流模型对汽油、柴油及汽柴油掺混燃料的喷雾进行了气液相贯穿距的标定。基于标定好的喷雾模型,采用RANS与LES对3种燃料在发动机中的燃烧过程开展了数值模拟研究。通过对比RANS与LES对部分预混燃烧数值模... 研究中首先采用RANS和LES两种湍流模型对汽油、柴油及汽柴油掺混燃料的喷雾进行了气液相贯穿距的标定。基于标定好的喷雾模型,采用RANS与LES对3种燃料在发动机中的燃烧过程开展了数值模拟研究。通过对比RANS与LES对部分预混燃烧数值模拟的差异,揭示了两种湍流模型对缸内流动、燃料输运及燃烧过程的影响机理。结果表明,RANS与LES都能够对柴油及掺混燃料的燃烧过程实现较好的预测,其中LES对汽油部分预混燃烧中滞燃期及放热规律的预测与试验更为接近。同时,LES对3种燃料NOx排放的计算结果都与试验更加接近,这与燃料在缸内放热的位置密切相关。 展开更多
关键词 喷雾标定 湍流模型 雷诺平均 大涡模拟 部分预混燃烧
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当量比对锥形燃烧器火焰稳定位置影响 被引量:2
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作者 宋少雷 赵铁铮 +1 位作者 刘潇 杨家龙 《燃气轮机技术》 2022年第1期22-29,共8页
为了探究当量比对锥形燃烧器头部火焰稳定位置及排放特性的影响,采用数值模拟方法对锥形燃烧器的流动与燃烧特性进行研究。分析讨论了当量比从0.54增加至0.78时燃烧器头部的火焰锋面位置与高温区温度的变化规律,以及不同当量比下火焰指... 为了探究当量比对锥形燃烧器头部火焰稳定位置及排放特性的影响,采用数值模拟方法对锥形燃烧器的流动与燃烧特性进行研究。分析讨论了当量比从0.54增加至0.78时燃烧器头部的火焰锋面位置与高温区温度的变化规律,以及不同当量比下火焰指数、NO_(x)与CO排放量的变化趋势。研究结果表明,速度分布与回流区特征随当量比升高未见明显变化。随着当量比升高,高温区的最高温度逐渐升高,火焰稳定位置向燃烧器内部移动。当量比增加至0.66时开始发生回火,继续增加当量比时高温区贴近锥形燃烧器头部壁面与喷嘴,有烧毁燃烧器的危险。NO_(x)排放量随当量比增大而增大,当量比从0.54增加至0.66时,NO_(x)排放量缓慢增加,当量比继续增加至0.78过程中,NO_(x)排放量迅速增加,NO_(x)排放增加了32.4倍。CO排放量随当量比的增大先减小后增大,并在当量比为0.66时达到最小值。 展开更多
关键词 锥形燃烧 火焰位置 部分预混燃烧 NO_(x)排放
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