隨著節(jié)能減排的要求越來越高,必須要更深入的了解天然氣發(fā)動機缸內燃氣噴射、混合和燃燒過程,因此,應用激光診斷技術對氣體射流的可視化研究逐漸發(fā)展起來。激光診斷技術主要有平面激光誘導熒光法、紋影法和陰影法等。燃氣的噴射及其與空氣的混合被認為是最重要的過程,其中燃氣的噴射特性是設計發(fā)動機需要考慮的關鍵性因素之一,其射流發(fā)展過程對發(fā)動機的工作效率有直接影響,而且在改善發(fā)動機的排放性能上也有重要意義。天燃氣射流經噴嘴噴出后,與周圍空氣發(fā)生卷吸和摻混作用。發(fā)動機缸內燃燒過程非常依賴于燃料與空氣的混合氣分布,而分布特征與射流特性參數具有直接關系。燃氣射流濃度場的定量測量有助于深入了解燃氣噴射過程,同時也為進一步研究雙燃料發(fā)動機的燃燒過程和開展數值模擬工作奠定了基礎。本文研究工作基于平面激光誘導熒光PLIF技術,平面激光誘導熒光PLIF是一種非接觸式、快速響應和高時空分辨率技術,廣泛應用于各種復雜流場。本文選擇丙酮作為示蹤劑,采用266nm片光作為激發(fā)光源,通過CCD相機來記錄熒光圖像,對不同工況下的天然氣射流濃度場進行了二維測量,定量開展天然氣濃度場的研究。同時對天然氣射流特性進行了一系列的分析,其中... 

【文章頁數】：100 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 天然氣物化性質
    1.3 天然氣發(fā)動機分類
    1.4 國內外研究進展及現狀
    1.5 本文主要研究內容
第2章 平面激光誘導熒光技術原理
    2.1 熒光的產生
    2.2 熒光物質和激光的選擇
    2.3 丙酮物理化學特性
    2.4 丙酮熒光信號的影響因素
        2.4.1 吸收橫截面σ
        2.4.2 熒光效率Φ_f
    本章小結
第3章 實驗平臺搭建
    3.1 供氣系統(tǒng)
        3.1.1 丙酮發(fā)生器
        3.1.2 穩(wěn)壓系統(tǒng)
    3.2 燃氣噴射系統(tǒng)
    3.3 光路系統(tǒng)
        3.3.1 激光器系統(tǒng)
        3.3.2 信號采集系統(tǒng)
    3.4 同步控制系統(tǒng)
    本章小結
第4章 標定實驗
    4.1 標定裝置
    4.2 標定原理
    4.3 丙酮濃度標定
        4.3.1 大氣壓下標定實驗
        4.3.2 加壓下標定試驗
    4.4 熒光圖像的轉化
        4.4.1 燃氣射流濃度場
        4.4.2 燃空當量比
        4.4.3 燃空體積比
    4.5 圖像處理
        4.5.1 背景消除
        4.5.2 片光修正
        4.5.3 白圖片修正
        4.5.4 吸收衰減修正
    本章小結
第5章 燃氣射流濃度場測量
    5.1 實驗工況設定
    5.2 燃氣射流參數定義
    5.3 燃氣射流發(fā)展過程
        5.3.1 射流初期
        5.3.2 射流發(fā)展期
        5.3.3 空氣卷吸現象
        5.3.4 激波結構
    5.4 噴射條件對燃氣射流發(fā)展的影響
        5.4.1 噴射壓力P_(inj)
        5.4.2 噴管出口直徑d
        5.4.3 噴管內腔直徑D
        5.4.4 對稱軸線濃度場變化
    5.5 燃氣溫度對射流發(fā)展的影響
    5.6 不同氣體介質的對比
    5.7 實驗結果與紋影法的對比
    本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 全文總結
    6.2 研究工作展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]燃燒邊界條件對車用重型天然氣發(fā)動機燃燒及排放的影響[D]. 余小草.吉林大學 2013
[2]高性能大功率天然氣發(fā)動機燃燒系統(tǒng)開發(fā)研究[D]. 李樹生.山東大學 2013



本文編號：3728229