發(fā)布時間：2022-10-05 19:03

　　傳統(tǒng)燃油發(fā)動機排放的碳煙顆粒的生成過程非常復(fù)雜,很多問題還未得到科學(xué)的解釋,對于單一及多元碳氫混合燃料燃燒過程中碳煙顆粒生成與納觀形貌結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律還未得到詳細研究。本文主要基于基礎(chǔ)燃燒手段,研究碳煙顆粒在層流擴散火焰中的生成特性,以期進一步理解其生成與演變過程。首先,本文基于同軸射流火焰燃燒器研究了正庚烷、正丁醇以及二者的等體積混合物H50B50擴散火焰中碳煙顆粒的形貌和納米結(jié)構(gòu)的演變過程。采用熱泳探針法采樣并使用透射電子顯微鏡TEM進行樣本觀測,借助圖像處理軟件和自開發(fā)程序SootFringe,對碳煙TEM圖片進行處理,得到碳煙形貌和納米結(jié)構(gòu)參數(shù)。研究結(jié)果顯示,碳煙發(fā)展過程中基本顆粒粒徑呈先增大后減小的趨勢,積聚顆粒的分形維數(shù)基本呈單調(diào)增加的趨勢;在正庚烷中摻混正丁醇可以有效減小產(chǎn)生的碳煙顆粒數(shù)量和尺寸,對降低碳煙排放效果顯著。在碳煙生長階段,碳煙顆粒內(nèi)部微晶長度會減小,層間距會增大;隨后,碳煙石墨化程度增大,微晶長度增大,微晶曲率和層間距減小;在碳煙發(fā)展后期,外層大量微晶被氧化,微晶曲率會增大。其次,基于同樣的實驗和分析方法,研究了柴油和柴油/正丁醇等體積混合物D50B50兩種火... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳煙的生成過程概述
    1.3 碳煙微觀形貌和納米結(jié)構(gòu)的研究進展
    1.4 激光誘導(dǎo)熾光法LII概述
    1.5 本文研究內(nèi)容
2 試驗裝置及研究方法
    2.1 同軸射流火焰燃燒器試驗及采樣系統(tǒng)
    2.2 碳煙顆粒的TEM分析
    2.3 激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)LII測量系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
3 正庚烷/正丁醇擴散火焰中碳煙微觀結(jié)構(gòu)的演變
    3.1 實驗工況及采樣
    3.2 正庚烷擴散火焰中碳煙顆粒的微觀形貌演變
    3.3 正庚烷擴散火焰中碳煙顆粒的納米結(jié)構(gòu)演變
    3.4 正庚烷、H50B50和正丁醇火焰中碳煙納米結(jié)構(gòu)演變比較
    3.5 本章小結(jié)
4 柴油/正丁醇擴散火焰中碳煙微觀結(jié)構(gòu)的演變
    4.1 實驗工況及采樣
    4.2 柴油和D50B50火焰中碳煙形貌的演變和比較
    4.3 柴油和D50B50火焰中碳煙納米結(jié)構(gòu)的演變和比較
    4.4 碳煙顆粒納米結(jié)構(gòu)參數(shù)的內(nèi)部差異分析
    4.5 本章小結(jié)
5 基于LII系統(tǒng)的層流擴散火焰碳煙濃度場的測量實驗
    5.1 液體燃料擴散火焰中碳煙的LII信號圖片分析
    5.2 火焰軸線方向上的碳煙體積分數(shù)分布
    5.3 火焰徑向碳煙體積分數(shù)分布
    5.4 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)及研究展望
    6.1 研究總結(jié)及創(chuàng)新點
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3686330