天然氣是一種公認(rèn)的高品質(zhì)氣體燃料,目前已經(jīng)得到大范圍的推廣和應(yīng)用。但是由于其燃燒速度較低,在內(nèi)燃機(jī)中使用會(huì)使得燃燒持續(xù)期增大,熱效率降低,此外其稀燃能力差,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)變動(dòng)增大。氫氣是一種可再生的清潔能源,其燃燒速度為天然氣的5倍左右,且其點(diǎn)火能量低,燃燒界限寬。天然氣摻氫后內(nèi)燃機(jī)燃燒性能必將得到較大的提升。天然氣的主要成分為甲烷,為此針對(duì)甲烷/氫氣混合燃料的層流、湍流預(yù)混燃燒特性展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)進(jìn)一步加深甲烷/氫氣燃燒特性的研究,實(shí)現(xiàn)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的意義。搭建了預(yù)混定容燃燒彈實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由定容燃燒彈、紋影系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、湍流生成系統(tǒng)、高速攝像機(jī)系統(tǒng)和同步觸發(fā)系統(tǒng)七部分組成�；谒罱ǖ膶�(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)展了甲烷/氫氣層流預(yù)混燃燒實(shí)驗(yàn),研究了氫氣比例、當(dāng)量比對(duì)甲烷/氫氣/空氣火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懸?guī)律,分析了火焰拉伸作用對(duì)火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊憴C(jī)制,發(fā)現(xiàn)了層流燃燒速度的增長(zhǎng)幅度隨著氫氣比例的增大而增大的現(xiàn)象;基于GRI3.0機(jī)理采用Chemkin進(jìn)行了仿真計(jì)算,分析了當(dāng)量比和氫氣比例對(duì)火焰結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,明確了影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程的核心基元反應(yīng),揭示了 H和OH對(duì)...

【文章頁(yè)數(shù)】：153 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?２０１２－２０１６年全國(guó)汽車(chē)保有量走勢(shì)（單位：億輛）??Ｆｉ．?１－１?Ｎａｔｉｏｎａｌ?ｃａｒ?ｏｗｎｅｒｓｈｉｔｒｅｎｄ?ｉｎ?２０１２－２０１６ｕｎｉｔ：?１?ｂｉｌｌｉｏｎ

?引言??猛增長(zhǎng)趨勢(shì)［４］。如圖１－１所示，截至２０１６年底，全國(guó)汽車(chē)保有量達(dá)１．９５億輛，新??注冊(cè)量和年增量均達(dá)歷史最高水平。??ｙ?１＾５???２?Ｙ?１．７５??ｌｌｉｎｉｙ??２０１２?年?２０１３?年?２０１４?年?２０１５?年?２０１６?年??圖１－１?２０１２－２....

圖１－３不同條件下Ｈ２－ＣＨ４－Ａｉｒ的層流燃燒速度??（實(shí)線：層流燃燒速度，虛線：質(zhì)量燃燒流量）??－

熱點(diǎn)［３８４（）１。當(dāng)前針對(duì)甲烷／氫氣的預(yù)混燃燒研究以層流居多，Ｌｉａｏ［４１］等采用球形火??焰法對(duì)天然氣的層流燃燒速度進(jìn)行了研宄，發(fā)現(xiàn)其與甲烷的燃燒速度接近，并可??擬合為三階多項(xiàng)式，如圖１－２所示的實(shí)線部分。??６０????０?Ｐｒｅｓｅｎｔ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｔｏｒ?....

圖１－２天然氣的實(shí)驗(yàn)層流燃燒速度??

熱點(diǎn)［３８４（）１。當(dāng)前針對(duì)甲烷／氫氣的預(yù)混燃燒研究以層流居多，Ｌｉａｏ［４１］等采用球形火??焰法對(duì)天然氣的層流燃燒速度進(jìn)行了研宄，發(fā)現(xiàn)其與甲烷的燃燒速度接近，并可??擬合為三階多項(xiàng)式，如圖１－２所示的實(shí)線部分。??６０????０?Ｐｒｅｓｅｎｔ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｔｏｒ?....

圖１－５未拉伸層流燃燒速度和馬克斯坦長(zhǎng)度隨氫摩爾分?jǐn)?shù)變化的關(guān)系??

的燃燒特性，研宄表明：隨著混合氣中氫氣比例的增加燃燒爆壓和燃燒最高溫度??均上升，點(diǎn)火所需要的點(diǎn)火能降低且可根據(jù)兩燃料的組分比對(duì)點(diǎn)火能進(jìn)行預(yù)測(cè)。??如圖１－４所示，圖中的線也可以被認(rèn)為是在相對(duì)安全的能量區(qū)域和危險(xiǎn)的能量區(qū)域??之間的分界線。線的左邊代表成功點(diǎn)火較安全的相對(duì)安全的能....

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