基于Python的CO_(2)/O_(2)氛围下柴油燃烧火焰特征分析

为分析柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下燃烧的火焰特征,利用光学定容燃烧室测试并拍摄了6种不同工况下的柴油燃烧过程.基于自编的Python代码对火焰图像进行后处理,提取出火焰浮起长度、红绿分量比、平均亮度、相关性系数、面积变化率和重叠率等特征参数并进行分析.结果表明:在空气和CO_(2)/O_(2)氛围下,柴油火焰浮起长度和相关性均随燃烧进程先增大后减小再增大,平均亮度则先增大后减小,其在空气下和35%CO_(2)+65%O_(2)氛围下的峰值分别为210.75 px和138.89 px.在火焰发展阶段,红绿分量比保持在0.8~1.2之间,而在火焰熄灭阶段,随着CO_(2)浓度减小和O_(2)浓度增大,红绿分量比有所减小.与在空气下燃烧相比,柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下的燃烧火焰形状更加细长,湍流现象更加明显,火焰浮起长度缩短,平均亮度下降.

基于量子化学计算的正己烷热解反应动力学模拟

为研究正己烷(n-C_(6)H_(14))的常压热解特性,提出了正己烷热解(NHP)模型,该模型使用基于误差传播的直接关系图(DRGEP)简化方法和色散校正密度泛函理论的B2PLYP/def2-tzvp方法,得到了一个包含33种物种和134个基元反应的简化机理。利用该模型计算了n-C_(6)H_(14)在不同温度下主要热解产物乙烯(C_(2)H_(4))、丙烯(C3H6)和丁炔(C4H6)的相对摩尔分数,并对n-C_(6)H_(14)的热解过程进行了反应路径分析。利用同步辐射真空紫外光电离质谱法(SVUV-PIMS)结合射流搅拌反应器(JSR)在温度为673~1103K、压力为1atm条件下对n-C_(6)H_(14)进行了热解实验,并与NHP模型进行了对比分析。结果表明:n-C_(6)H_(14)热解过程中最主要的产物是C_(2)H_(4),促使C_(2)H_(4)生成较为重要的两个反应的指前因子分别为6.01×10^(13)s^(-1)和2.18×10^(13)s^(-1)。在673~1023K温度范围内,结合量子化学计算得到的NHP模型对n-C_(6)H_(14)主要热解产物的相对摩尔分数进行了预测,与JetSurF 2.0模型相比,C_(2)H_(4)和C4H6的最大误差分别减小了27.9%和47.9%。反应路径分析表明,C_(2)H_(4)主要来源于己基的一系列β位断裂。

柴油引燃天然气发动机燃烧过程的研究

对柴油引燃天然气发动机的着火过程、燃烧过程进行研究,提出了相应的数学模型,并进行了试验验证。着火模型的基本框架仍然采用Shell模型,但考虑到CH4 对柴油着火过程的影响,修正了Shell模型。对CH4 的均质燃烧过程,以简单的一步表观反应动力学概念的阿伦纽斯(Arrhenius)公式为基础,综合湍流脉动对化学动力学的影响,提出了一个新的燃烧模型。模拟计算借助了KIVA-3软件,修正的Shell模型和燃烧模型作为独立子程序与KIVA-3进行了耦合。研究表明。

汽油机废气滚流分层技术对燃烧排放特性影响的研究

为了充分利用废气分层技术,实现既改善排放又降低能耗的目的,对汽油机滚流分层技术的燃烧、排放特性随废气再循环(EGR)率的变化规律进行了研究。根据缸内温度的变化,探讨了废气再循环(EGR)率对发动机排放的影响;根据缸内示功图和燃烧放热率的变化,分析了燃烧持续期、燃烧规律等有关因素对发动机经济性的影响。此外,还讨论了调整点火正时的必要性,以及在最佳点火正时条件下发动机燃油经济性和排放特性。研究主要集中在中速、低负荷工况,结果表明,提出的分层方式可将废气再循环率提高20%,并且在不影响CO、HC排放的情况下大幅度降低NOx排放,结合点火正时的调整,功率输出大约可提高7%。

柴油引燃天然气发动机燃烧模型的研究

分析了均质充气柴油引燃天然气发动机的燃烧过程,以简单的一步表观反应动力学概念的阿伦纽斯(Arrhenius)公式为基础,综合湍流对化学动力学的影响,提出了一个新的燃烧模型。通过试验对模型进行了验证。此外对双燃料发动机的燃烧过程进行了分析,发现了柴油引燃的天然气发动机燃烧过程具有两阶段特性,即:第一阶段以迅速扩展的均匀温度梯度区为主要特征,第二阶段呈现均质压燃的燃烧特征。分析结果表明,双燃料发动机的燃烧是有别于传统发动机燃烧和均质压燃燃烧的一种独特燃烧现象。

汽油机废气滚流分层技术燃烧放热规律的研究

对于采用废气分层技术的发动机,经常需要进行整机性能和工作过程优化。在优化过程中,一般采用经验的燃烧热力学模型。为了能够利用现有的计算软件或程序,并获得较高的模拟计算精度,对新型的燃烧系统,需要进一步发展更合适的计算模型。针对所研究的废气滚流分层技术,提出了一个燃烧比速率的零维单区双曲线模型。该模型采用了单区模型的思想,且采用两条曲线分别描述新鲜气层和废气层的燃烧速率。试验结果表明,该模型对废气分层技术的燃烧特点,能够做出有效的预测,且没有增加计算工作量。

压缩机等熵功的精确计算方法

压缩机的效率是衡量其完善性的重要指标,压缩机的等熵功是计算效率的一个基本参数,因此需要给出精确计算值。本文根据等熵过程始态、终态熵相等的原则,提出了一个计算往复活塞压缩机等熵过程理论循环功的精确计算方法,应用该方法可以提高压缩机效率的计算精度。该方法还可以方便地编制计算机程序。通过实例,对文中提出的精确计算方法和常用的压缩机等熵功计算方法的计算结果进行了比较,并对两者的差别进行了分析。

MTBE和乙醇对汽油燃烧特性的影响

利用同步辐射方法研究了标准样品汽油及其分别添加MTBE、乙醇后的燃烧火焰温度及火焰中多原子物质的种类和浓度.沿火焰高度方向上的芳烃浓度分布说明,MTBE、乙醇有抑制汽油中芳烃氧化的倾向;在样品汽油火焰高度的一半处,没有探测到烷烃物质,而添加MTBE、乙醇后,则探测到多种烷烃物质及其裂解产物.这表明,在燃烧的起始阶段,MTBE、乙醇有抑制烷烃氧化的作用.沿火焰高度方向上的温度分布说明,在燃烧的起始阶段,MTBE、乙醇能够减慢燃烧速度,而当温度升高后,又能加快燃烧速度.

正庚烷裂解及乙醇的影响

论文研究乙醇对正庚烷氧化过程的影响。采用同步辐射方法测量当量比为1.0时正庚烷/氧气/氩气,以及正庚烷/乙醇/氧气/氩气低压层流预混火焰中主要成分的浓度。研究结果表明,添加乙醇改变了正庚烷向己烷裂解的路线,促进了庚烷直接裂解成丁烯基的趋向,但丁烷、戊烷都仍是正庚烷的主要裂解产物。添加乙醇,火焰中环己二烯、环戊二烯浓度增加,而且出现了乙烯醇、丁醇。研究结果可作为乙醇燃烧特性进一步研究的参考依据。

采用简化燃烧室研究柴油机缸内流动

本文采用简化燃烧室研究柴油机燃烧室结构参数对涡流比的影响。简化燃烧室排除了实际燃烧室边界形状的复杂性,主要结构参数之间的可比性更强。研究表明,缸内总体平均涡流比遵循角动量守恒定律,由流体平均旋转半径、角动量、以及摩擦耗散决定。上止点附近,横截面上的平均涡流比除受上述三种因素影响外,还受燃烧室内涡环的影响,涡环的强弱取决于活塞凹坑形式;横截面切向速度分布因受涡环影响,而不能简单归结为刚体流与势流的组合。

汽车催化器性能影响因素数值分析

研究的汽车催化器非稳态数学模型既考虑非定常流动的影响 ,又考虑到发动机与催化器之间的相互作用 ,能够探讨发动机与催化器之间的匹配问题。首先介绍催化器非稳态数学模型的理论基础和实验结果 ,之后利用非稳态模型分析了催化器性能的各种影响因素 ,如催化剂的装载量 ,装载方式 ,载体结构参数及催化器安装位置。

汽油机催化转化器非稳态模型的试验研究

讨论了催化器非稳态数学模型的试验方法 ,介绍了试验装置并对试验结果和计算结果进行了对比和分析 ,论文认为非稳态模型能正确地模拟催化器的工作过程 。

柴油机氮氧化物的特征时间模型

本文综合考虑湍流混合、分子扩散的作用,提出了一个新的NO生成计算模型。该模型采用化学动力学时间尺度和湍流时间尺度来考虑化学动力学和湍流混合对NO生成的影响。文中模拟了一台浅盆形燃烧室柴油机,对计算结果和实测结果进行了对比分析。研究表明,新模型计算的NO生成速率与实测结果有较好的一致性。

引燃柴油在甲烷-空气混合气中的着火模型

分析双燃料发动机引燃柴油在甲烷 空气混合气中的着火过程,提出一种新的着火模型.着火模型的基本框架仍然采用Shell模型,但考虑了CH4 对柴油着火过程的影响.柴油的着火过程是退化分支链的反应过程,根据CH4 基元反应的特点,分析CH4 对柴油退化分支链反应机理的影响,提出一种修正的Shell模型,并进行了试验分析.模拟计算选用KIVA 3程序,修正的Shell模型作为KIVA 3的一个独立的着火子程序.试验结果表明,修正的Shell模型能够较好地模拟引燃柴油在甲烷 空气混合气中的着火过程.

热分离机内的非正常一维流动

分析了热分离机内的不定常流动过程 ,描绘了简化波图 。

涡流比对双燃料发动机燃烧过程影响的数值分析

利用数值模拟的方法研究了涡流比对柴油引燃天然气发动机燃烧速率的影响。计算软件为经过修改的KIVA Ⅲ程序 ,计算对象为具有深盆形燃烧室的发动机。研究表明 ,当涡流比从 0依次增加到 2 5、5时 ,虽然缸内平均湍流强度增加 ,但最高湍流区湍流强度先升后降 ;由于燃烧速率赖于当地的湍流强度 ,而不是缸内的平均湍流强度 ,所以燃烧速率并不是一直随涡流比增大而增大。

汽车催化转化器数学模型的修正

催化转化器涂层和孔道之间存在着质量传递,由于涂层和孔道中物质的能量不同,在质量传递的同时必然伴随着能量传递。首先对这种伴随质量传递的能量传递进行分析,从理论上研究了这部分能量交换对计算结果的影响,得出这部分能量交换不可忽视的结论,据此对当前应用的催化转化器模型进行了改进,使计算模型在理论上更加完善,又结合试验对模型改进前后的预测结果进行了分析,验证了改进模型的有效性。

微型压缩机系列优化设计

鉴于一种型号的压缩机可以有多种结构满足 ,对标准JB140 7- 85所规定的微型空压机系列进行了热力学计算 ,找出了满足每一种型式压缩机的各种结构。通过对计算结果遴选 ,确定了满足JB140 7- 85标准的压缩机最优结构参数。本文确定的JB140 7- 85标准压缩机系列最优结构参数及系列化设计方法可作为生产厂家参考。

柴油机排气微粒过滤器的一维流体动力学模型

提出了一个一维模型来模拟柴油机排气微粒过滤器内部的流体动力学行为。在一维流体动力学模型中 ,将排气微粒过滤器简化成内部设有压降元件的直管 ,简化的直管通过突变的截面与排气管连接 ,直管中间的压降元件是数学意义上的一个面 ,没有厚度 ,但具有实际过滤器的全部阻力。此模型能够反映过滤器内所发生的主要现象 ,如压力损失、温度变化、压力波的反射与传播。此模型被添加到 MK- 14程序中后 ,能够精确预测发动机与管路系统之间的相互作用与相互影响。模型通过试验得到了验证。

催化器非稳态数学模型的研究

讨论了现行催化器模型的缺点，提出了改进模型，改进的催化器模型考虑了工作过程的非稳态基本特征和催化过程与排气管中气体流动的相互作用。