本文關(guān)鍵詞：基于光學(xué)方法的多種燃料噴霧和燃燒特性的基礎(chǔ)研究　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)行業(yè)目前正面臨著能源短缺與環(huán)境污染的雙重挑戰(zhàn),為此,采用一些先進(jìn)發(fā)動機(jī)技術(shù)如缸內(nèi)直噴、分層稀燃、均質(zhì)充量壓燃(HCCI)、低溫預(yù)混合燃燒(RCCI)等來改善燃燒過程,或使用代用燃料來緩解與改善能源短缺和環(huán)境污染現(xiàn)狀。對于缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)(包括汽油機(jī)與柴油機(jī)),燃料的霧化與燃燒對發(fā)動機(jī)性能起著至關(guān)重要的作用。本論文利用不同的光學(xué)測試技術(shù),對多種燃料的噴霧與燃燒特性進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究。首先,利用高速攝影與相位多普勒(PDPA)技術(shù),對2-甲基呋喃(MF)、異辛烷、以及兩者按體積1比1的摻混燃料(MF50)在不同噴射條件下宏觀與微觀噴霧特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,在低噴射壓力下,慣性力對貫穿距的影響小于粘性力引起的影響。環(huán)境溫度對異辛烷貫穿距的提升作用要大于MF,環(huán)境背壓對異辛烷的貫穿距抑制作用要大于MF。所有燃料的噴霧粒徑整體分布呈現(xiàn)出油束中心大、兩邊小的對稱分布趨勢。對于異辛烷,粒徑隨著環(huán)境背壓增加而增加,但是MF的粒徑隨著環(huán)境背壓增加呈現(xiàn)出先減小后增大趨勢。然后,利用紋影和光學(xué)汽油機(jī)對異辛烷、MF、MF50的層流與湍流火焰特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,MF在所有條件下層流燃燒速度均最高,異辛烷最低,MF50介于兩者之間。所有燃料的層流火焰燃燒速度隨著起始溫度升高而增加。馬克斯坦長度和火焰厚度是影響馬克斯坦數(shù)的主要參數(shù)。當(dāng)量比小于1時,同當(dāng)量比下MF的馬克斯坦長度最小,當(dāng)量比大于1,三種測試燃料的馬克斯坦長度沒有明顯規(guī)律�；鹧�?zhèn)鞑ッ娣e與已燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)有著2/3次方的關(guān)系,各項(xiàng)系數(shù)與燃燒溫度和燃料本身性質(zhì)有關(guān)。MF的湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲?異辛烷最小,MF50介于兩者之間,湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣戎g的差別明顯大于各燃料層流火焰?zhèn)鞑ニ俣戎g的差別。燃料本身的化學(xué)性質(zhì)是影響湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊淖钪饕蛩�。最�?利用超高速近噴嘴攝影技術(shù),對乙醇、低溫柴油、普通柴油、生物柴油的近場噴霧形態(tài)進(jìn)行了研究。近場噴霧形態(tài)包括了蘑菇頭區(qū)域和之后的液柱區(qū),初始蘑菇頭區(qū)域是由殘留在油嘴SAC里面的燃料所造成。蘑菇狀長度隨著燃料粘度增加而加長,并且它一開始的發(fā)展速度要高于液柱區(qū)。在噴霧開始的半穩(wěn)定階段,噴霧近錐角會出現(xiàn)突然增大然后又相對穩(wěn)定的情況,噴霧近錐角的變化在一定程度上能反映出噴孔內(nèi)部空化情況。近錐角的變化與噴射壓力和燃料本身性質(zhì)都有密切關(guān)系。噴射壓降對微觀貫穿距的影響要小于對宏觀貫穿距的影響。噴射壓力越小,密度對微觀貫穿距的影響作用也越大。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464

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本文編號：1314700