本文關(guān)鍵詞：基于定容彈的柴油—松油混合燃料噴霧特性研究

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【摘要】：隨著能源危機,環(huán)境污染和越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)的限制,節(jié)能減排已然成為當(dāng)今世界范圍內(nèi)的熱點問題,為提高燃油經(jīng)濟性和減少排放,尋找優(yōu)良、高效、來源廣泛的代用燃料,成為了內(nèi)燃機領(lǐng)域研究的熱點方向,也是柴油機亟待解決的問題。松油作為一種可再生的,來源廣泛和制備容易的生物質(zhì)燃料,具有較高的含氧量和熱值,較低的沸點和粘度從而成為替代燃料的重要選擇之一。在柴油機中,由于噴霧質(zhì)量的優(yōu)劣影響當(dāng)空比的分布從而對著火、擴散燃燒速率、燃燒穩(wěn)定性、燃燒溫度和污染物排放等各方面燃燒排放性能產(chǎn)生較大影響。因此研究柴油—松油不同混比的噴霧特性對代用燃料的開發(fā)具有重要的意義。為了模擬真實的發(fā)動機環(huán)境,定容燃燒彈常被用來研究內(nèi)燃機缸內(nèi)噴霧燃燒過程的有效手段。本研究首先設(shè)計了壓力和溫度可調(diào)節(jié)、可實現(xiàn)純噴霧和噴霧燃燒自由選擇的定容燃燒彈,利用高壓共軌噴油實驗臺和高速攝像機及同步控制,搭建了多功能定容燃燒彈噴霧測量系統(tǒng)。然后,運用MATLAB軟件編程對噴霧圖像進行處理,獲得噴霧錐角、貫穿距離和噴霧發(fā)展相對面積等主要噴霧參數(shù)。在環(huán)境溫度為25℃,不同環(huán)境背壓(1MPa和2MPa),不同噴孔直徑(0.14mm、0.17mm和0.20mm)的條件下,利用該系統(tǒng)研究了五種不同配比混合燃料(P0、P20、P40、P60、P100)在四個不同噴油壓力(80 MPa、100 MPa、120 MPa、140 MPa)下的噴霧特性。實驗結(jié)果表明：對同種配比燃料而言,在噴油壓力、環(huán)境背壓、噴孔直徑相同情況下,噴霧貫穿距隨著噴射時間而不斷變大,最后趨于某個數(shù)值；噴霧錐角先快速增大,然后趨于穩(wěn)定,最后略有下降；環(huán)境背壓越高,噴霧錐角的變化越明顯。在噴孔直徑、環(huán)境背壓、混合燃料配比相同的情況下,噴霧貫穿距、噴霧錐角距均隨著噴油壓力的升高而增大；但是噴霧貫穿距隨著噴射壓力越高,其升高的幅度越不明顯。在噴孔直徑、噴油壓力、環(huán)境背壓相同的情況下,混合燃料中松油的配比越高噴霧貫穿距增長越快,噴霧錐角也是增長越快；噴霧貫穿距大小為POP20P40P60P100,噴霧錐角大小為P0P20P40 P60P100。在燃料配比、噴孔直徑、噴油壓力相同的條件下,環(huán)境背壓越小,噴霧貫穿距越長；噴霧錐角也會有一定程度的減小。隨著隨著孔徑從0.14mm 到0.17mm、0.20mm的變化,噴霧錐角呈現(xiàn)減小的趨勢,但噴霧貫穿距卻呈現(xiàn)一定程度的線性增長。
【關(guān)鍵詞】：柴油 松油 定容燃燒彈 MATLAB圖像處理 噴霧特性
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK401
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 概述11
• 1.2 柴油噴霧研究的意義11-14
• 1.3 柴油機燃油噴霧特性研究14-18
• 1.3.1 初次噴霧霧化、破碎機理14-15
• 1.3.2 二次噴霧霧化、破碎機理15-16
• 1.3.3 噴霧特性研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 內(nèi)燃機代用燃料的研究與發(fā)展現(xiàn)狀18-21
• 1.4.1 醇類燃料19-20
• 1.4.2 二甲醚(DME)燃料20
• 1.4.3 酯類等生物柴油20-21
• 1.5 松油/柴油混合燃料研究現(xiàn)狀及意義21-23
• 1.6 本文的主要工作23-25
• 第二章 多功能定容彈實驗臺架的搭建25-48
• 2.1 定容彈的基本部分25-28
• 2.1.1 定容彈體部分25-27
• 2.1.2 定容彈體缸蓋的設(shè)計27-28
• 2.1.3 定容彈螺栓強度校核28
• 2.2 進排氣系統(tǒng)的設(shè)計28-31
• 2.3 高壓共軌噴油系統(tǒng)及噴油器的選擇31-35
• 2.4 高速相機圖像采集部分35-38
• 2.5 進氣加熱及定容彈預(yù)熱部分38-40
• 2.6 壓力、溫度采集部分40-44
• 2.6.1 壓力采集部分40-43
• 2.6.2 溫度采集部分43-44
• 2.7 高壓點火部分44-45
• 2.8 容彈的密封45-46
• 2.9 定容彈的實驗方案46-47
• 2.10 本章小結(jié)47-48
• 第三章 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)48-60
• 3.1 噴霧圖像的獲取48-50
• 3.2 圖像的增強處理50-51
• 3.2.1 灰度直方圖變換50
• 3.2.2 基于背景的圖像處理50-51
• 3.3 圖像閾值處理51-53
• 3.4 圖像的邊緣檢測53-54
• 3.5 圖像的形態(tài)學(xué)處理54-57
• 3.5.1 膨脹和腐蝕54-56
• 3.5.2 開運算和閉運算56-57
• 3.6 噴霧參數(shù)的測量57-59
• 3.7 本章小結(jié)59-60
• 第四章 柴油-松油混合燃料噴霧特性研究60-96
• 4.1 不同配比燃油的制取60-61
• 4.2 噴霧圖片的宏觀分析61-69
• 4.3 不同因素對柴油-松油混合燃料噴霧特性的影響69-95
• 4.3.1 噴油壓力的影響69-80
• 4.3.2 燃油配比的影響80-87
• 4.3.3 噴油器孔徑的影響87-95
• 4.4 本章小結(jié)95-96
• 第五章 全文總結(jié)及工作展望96-98
• 5.1 全文總結(jié)96-97
• 5.2 工作展望97-98
• 參考文獻98-104
• 致謝104-105
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明105

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本文編號：1035995