柴油-天然气双燃料喷射器燃料喷射特性的测试方法

针对双燃料喷射器结构复杂而无法实现喷射特性同时测量的问题,以同心双轴针式喷射器为研究对象,提出一种油和气同场测量方法,用动量法获取喷油规律及喷气规律型线,再通过测试密闭容腔内的压力变化计算喷气量,将二者结合可在测量喷气量的同时测量出精确喷气规律,最后对柴油-天然气双燃料喷射器的常用工况进行测试及验证。结果表明,采用动量法结合容积法的喷气规律测量方法得出的喷气量误差不超过5%。对喷射器的一致性进行验证,喷油量与喷气量的波动率均不超过3%,证明其喷射器一致性较好,该测试技术具有较高的准确度与可信度。

基于三维建模的喷油器流量系数在线测试

该文提出一种柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法。通过实验探究了燃油系统内部压力波的演化及传递过程并基于实验数据验证了算法的准确性;基于黎曼不变量理论将燃油系统内部复杂的压力变化过程简化为黎曼波的演化及传递过程,并建立了喷油过程中喷油器入口压力与流量系数的数学关系;根据燃油系统结构提出了一种基于喷油器入口压力信号的黎曼波解耦方法,提高了算法的使用范围。该文搭建了流量系数测量平台,通过实验验证了所提出方法有较高精度。

双燃料喷射器油-气瞬时质量流率同场测量方法

提出一种组合式的测量方法,将其应用于缸内高压直喷柴油/天然气发动机双燃料喷射器瞬态燃料质量流率的研究,实现了两相燃料同场高精度测试.针对传统“动量法”只能获取喷气规律型线无法获取准确质量流率的问题,提出一种平行测试的方法,通过采集测试容腔内的压力变化获取循环喷气量,结合瞬态动量信号得到精确的喷气规律曲线.并对喷射器的计量特征及时间特征进行验证.最后对柴油/天然气双燃料喷射器常用工况进行测试,结果表明:该方法解决了两相燃料难以同场测量的问题,实现了双燃料喷射器油-气瞬时质量流率的精确测量;喷气量测试误差不超过5%,喷油及喷气起始时刻与结束时刻的测试误差不超过0.113 ms,喷油量及喷气量的波动率分别不超过1.4%和2.9%.随着燃料喷射压力增加,喷射器的开启时段减小、关闭时段增加,且内部轴针开启和关闭的速度均大于外部轴针.引燃油的喷射通过影响喷气持续期影响喷气量,先油后气喷射方式下的喷气量在仅喷气方式下的喷气量上、下波动.

基于内窥可视化的大排量柴油机燃烧特性

采用内窥可视化技术,探讨了不同发动机负荷对大排量柴油机燃烧和排放特性的影响,并梳理了基于多维坐标系转换模型和正畸模型的图像矫正方法,该方法能够明显改善图像畸变,提高数据处理精度.结果表明:提高负荷会使缸内压力和放热率峰值出现时刻滞后,并使滞燃期和燃烧持续期延长.低负荷时,缸内火焰难以深入气缸底部,空间利用率较低.提高负荷可使火焰峰值温度升高,其分布位置向气缸下游偏移,同时,碳烟浓度和分布范围增大.高负荷条件下的碳烟、NO_(x)、CO和HC排放都有不同程度的增加.

柴油引燃天然气火焰温度场和碳烟浓度场分析

针对柴油引燃高压直喷天然气火焰温度场和碳烟浓度场尚不明确的问题,在定容燃烧弹平台上,采用高压直喷天然气共轴喷射器,利用高速彩色相机结合双色法研究了不同油/气喷射压力和油/气喷射间隔对高压直喷天然气燃烧后的火焰温度和碳烟KL值分布特性。研究结果表明:高压天然气被引燃后的火焰平均温度和碳烟平均KL值均随着油/气喷射压力的升高而降低,因此为降低碳烟KL值应提高油/气喷射压力。当油/气喷射间隔为0.8 ms时,高压天然气射流火焰平均温度最高,最高达到2318 K;当喷射间隔为0.4 ms时,火焰的平均温度最低,最低为2148 K;相同时刻下,油/气喷射间隔0.8 ms的碳烟平均KL值相较于0.4 ms的工况最多提高了112.8%,相较于喷射间隔1.2 ms的工况最多提高了49.02%;试验结果表明:为降低高压直喷天然气燃烧时的碳烟生成水平,应将喷射间隔设定在柴油喷射结束之前。本文为HPDI天然气发动机的燃料喷射策略和降低碳烟生成的相关研究提供基础参考。

船舶动力实验教学平台建设与开放共享管理

发动机排放检测中心以支撑国家建设海洋强国、实现低排减碳为目标,依托动力与能源工程学院在船舶动力领域的科研优势与学科特色,服务于专业人才培养、基础科研创新和行业发展为己任,建立了新型船舶动力实验教学平台。通过将实验室管理体系认可和测试能力认证与大型仪器设备开放共享相结合,探索出一条实现教学科研平台向专业化、多元化拓展的新思路。实践证明,新的建设管理方法在提升人才教学培养质量及科研创新与成果转化的同时,促进了校企合作,为学科建设和船舶动力行业发展提供了有力支撑。

2024年2月我国两次大范围雨雪冰冻天气对比

2024年1月31日—2月7日(过程Ⅰ)和2月19—25日(过程Ⅱ)我国中东部地区先后出现两次大范围、持续性的雨雪冰冻天气过程,利用地面观测、再分析资料、双偏振雷达、雨滴谱等分析两次过程的雨雪冰冻实况、微物理特征、环流形势和层结特征,并对比二者异同。结果表明:两次过程的影响区域、持续时间和总降水量接近,但过程Ⅰ积冰更厚、积雪更深,过程Ⅱ影响范围更广、降雪量更大。过程Ⅰ降水粒子从上到下呈3层结构特征,即冰晶层-融化层-液态层,过程Ⅱ呈4层结构特征,即冰晶层-融化层-液态层-再冻结层,导致过程Ⅰ冻雨更明显、积冰更厚,过程Ⅱ冰粒更多、积雪深度较浅、积冰厚度较薄。环流形势和层结特征显示两次过程均为西伯利亚高压和南支系统的协同作用,但过程Ⅱ低层急流强度和地面西伯利亚高压更强,导致过程Ⅱ中层暖层和低层冷层的强度均强于过程Ⅰ,而冷层更强是过程Ⅱ冰粒更明显的直接原因。

基于扰动估计的电子节气门离散快速终端滑模控制及实验性能分析

针对电子节气门数字控制中不确定性与扰动导致的控制精度低问题,提出一种新型离散快速终端滑模控制器。首先,基于欧拉离散化方法建立节气门离散模型,并考虑全部参数的不确定性以及进气扰动。采用延迟估计器对系统扰动总集进行估计,并补偿到控制器中,使滑动变量的稳态性能提升至采样步长的高阶精度。然后,基于离散滑模到达条件设计改进离散快速终端滑模控制率。理论证明了所提出的控制器拥有更佳的稳态精度,并揭示了采样步长和关键控制参数对系统性能的影响规律。最后,设计两种实验测试信号,与传统离散滑模控制进行对比,结果表明所提出的控制器拥有更快的响应速度和更高的控制精度,尤其是节气门连续小角度变化时动态跟踪性能良好。

基于激波结构的天然气发动机燃气高压喷射特性

基于纹影法对0.5、1.0和1.5,MPa共3种气源压力条件下燃气射流诱导激波的特征参数随时间的变化规律进行研究.结果表明:高压脉冲燃气喷射过程存在明显的状态变化,且实际喷射持续期明显大于控制脉宽.随气源压力增加,喷孔入口压力的上升时间增加,处于稳态的时间减小,燃气喷射的瞬态性增强,电磁阀关闭后的低压喷射时间长、减压慢.总体上,从气源到喷孔出口,燃气压力能到动能的转化效率小于50%,,3种气源压力下,出口雷诺数分布在0.5×10~5~2.5×10~5内,与柴油相比,甲烷射流的主动混合能力弱,被动混合能力强.随气源压力增加,马赫盘的宽度增加,进而使射流近场锥角增大,对燃气的湍流混合及空间分布起促进作用.

淮河流域极端降水与极端流量关系的研究

通过对淮河流域各气象站月降水和水文站月流量的广义帕累托分布(generalized ParetoDistribution)(GPD)函数拟合,分析比较了二者概率分布特征之间的异同,尤其对二者极端事件灾害风险之间的异同进行了定量化的对比分析.指出淮河流域月降水的概率函数特征在整个区域上具有相似性,接近于指数分布.而月流量相对于月降水概率分布更分散,并且其特征在流域上游和中游存在一定差异.由此发现,在水文循环过程中,淮河河流在区域尺度上可以减低由极端降水事件引发河流洪涝灾害的风险.这一作用在上游表现更为显著,往下游随着流域面积的不断扩大,这一作用逐渐减小,极端月流量事件发生的风险趋近于极端月降水事件.这一结论对于淮河流域天然河道与水利设施在淮河治理中的作用和洪涝治理规划具有参考意义.

基于时间分割法的柴油机交叉孔喷油嘴喷雾场粒子特性

采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对柴油机V形交叉孔油嘴和单孔油嘴的喷雾场粒子特性进行测量,通过时间分割法对测量结果进行深入分析.结果表明,在喷雾轴向Z=40,mm的位置上,靠近喷雾轴线的区域内两种交叉孔油嘴与单孔油嘴的粒径大小差别不大,但随着测量点的径向坐标增大,交叉孔油嘴的粒子直径逐渐小于单孔油嘴.在Z=60,mm位置上,与单孔油嘴的结果相比,两种交叉孔喷油嘴的粒子算术平均直径(AMD)和索特平均直径(SMD)更小.同时,交叉孔的交叉角增大会对液滴的进一步细化起促进作用,相比于单孔油嘴,交叉孔2喷油嘴的粒子AMD和SMD减小了近30%.对时间分割法划分的4个阶段粒子特性进行分析发现,F阶段的粒子速度高达70,m/s,喷射过程中的系统数据率较低,PDPA的大量粒子信息均来自于喷油结束的T阶段,此时粒子速度为零.交叉孔喷油嘴的扇状喷雾结构对油气混合的促进作用使粒子AMD随时间变化而不断减小.同时,与喷雾内侧相比,在喷雾外侧两交叉孔喷油嘴之间的粒径差异变小,相对于单孔喷油嘴,在粒径方面的优势变得明显.

直喷汽油机压电晶体控制外开轴针式喷油器的喷雾可视化研究

对新型压电晶体控制的外开轴针式喷油器在不同边界条件下实现的圆锥状喷雾的基本特征,包括喷雾锥角、喷雾轴向贯穿距及每循环喷油量进行了分析与研究,并在此基础上提出了针对这种外开轴针式喷油器的喷雾轴向贯穿距经验公式.为了能够对喷雾的空间分布能力及油气混合特性进行定性分析,提出了喷雾体积放大倍率的概念.采用超高速摄影相机获得的可视化结果表明,这种喷油器形成的空心圆锥状喷雾实际上是由许多直径较小的"油线"组成的.油线结构的发现为进一步分析及研究其喷雾特性提供了参考和依据.

食用天然色素——萝卜红研究进展

对萝卜红色素的结构、影响色素稳定性的因素及提取工艺等方面的研究进展进行了介绍。同时表明,萝卜红色素是食品、医药、化妆品等领域的理想添加剂。

基于效用最大的多小区异构网络调度和功率控制方法

为了在任何时间任何地点给移动用户提供无缝的网络接入和可靠的QoS保证,网络融合成为当前研究的热点.为了使异构网络在接纳用户时获得最大的效用,该文提出了一种多小区异构网络接纳方法.该方法分配给用户合适的网络和传输功率,以最大化全网的效用.文中对效用联合的优化问题进行分步求解,降低了模型求解的复杂度,进一步,文中对不同制式的网络做了不同的处理:对于时分系统,文中方法采用联合匈牙利方法 (Joint Hungarian method,JOHG)获得基站与用户的关联和基站对用户的传输功率;对于码分系统,采用机会接入和多用户的注水定理方法(Opportunistic Scheduling Multiple Water Filling,OSMWF)获得基站子信道与用户的关联和子信道的发送功率.仿真结果表明,与现有的几种接入方式相比,该文所提的方法能获得最大的接入效用.

激光诊断及数值仿真在柴油机V形交叉孔油嘴研究上的应用

提出一种应用于柴油机的V形交叉孔油嘴结构,可视化结果表明了从交叉孔油嘴喷出的喷雾具有明显的扇状结构特征。试验比较了一个单孔油嘴和2种具有不同交叉角的交叉孔油嘴在不同试验条件下的喷雾特征,其中包括喷雾角及贯穿距。从雾化的角度比较分析采用PDA获得的3种试验油嘴的粒子算数平均直径(D10)的大小。采用喷雾体积放大倍率的概念定性地分析了油嘴结构及边界条件对喷雾分布及雾化特性的影响,与单孔油嘴相比,交叉孔油嘴具有更小的粒径及更高的喷雾体积放大倍率。喷孔内流的三维仿真计算表明:交叉孔结构对喷孔内流的影响是形成扇状喷雾及较大喷雾角的主要原因。

真空、脉冲真空和常压下蓝莓渗透脱水的研究

研究了真空渗透脱水、脉冲真空渗透脱水和常压渗透脱水下蓝莓水分含量和水分活度的变化规律,结果表明:真空渗透脱水时,蓝莓的水分含量和水分活度降低得最快。真空渗透脱水、脉冲真空渗透脱水、常压下渗透脱水蓝莓的有效水分扩散率分别为1.6777×10-9、1.3629×10-9、0.5679×10-9m2/s。真空渗透脱水、脉冲真空渗透脱水、常压下渗透脱水的有效固性物扩散率分别为9.1705×10-10、6.3919×10-10、5.1007×10-10m2/s。

直喷汽油机压电晶体控制外开轴针式喷油器喷雾场速度特性

应用粒子图像测速技术(PIV)对定容弹内多种试验条件下压电晶体控制的外开轴针式喷油器的喷雾场速度特性进行测量与分析.试验结果表明,油嘴附近的大尺度气体涡流A和涡流B不仅对油气掺混和喷雾雾化起到关键作用,对于点火时刻火花塞附近的混合气特性也具有重要影响.将喷射压力、环境压力、轴针升程及轴针座锥角对喷雾场内涡流运动的影响作为重点进行分析.结果表明,环境压力增加促进了涡流A和涡流B的增长,同时使涡流的位置更加靠近喷油器.轴针座锥角的变化显著改变了喷雾场内的气流运动特征,94°轴针座锥角的喷雾出现了明显的冲向油嘴的气体回流.通过对喷雾场各节点的速度结果进行标准差计算,得到了喷雾场的速度标准偏差.以此为基础,对喷雾场内涡流的运动特性及其对混合气分布的影响做了进一步的分析.

冷链系统在医学实验室应用的体会

冷链监控系统为检验科试剂、标本、血液制品保存以及实验室环境温度控制提供一个良好的平台，大大减少了对于传统温度控制上所花费的人力物力资源，提高了医学实验室的工作效率。应用到检验科内冷链系统由软件控制单元、硬件探头以及无线发射报警装置组成。

直喷汽油机外开式喷油器的喷雾雾化特性研究

采用时间分割法对相位多普勒粒子分析仪(phase doppler particle analyzer,PDPA)测量得到的外开式喷油器的喷雾场粒子特征信息进行分析研究。研究结果表明:背压变化对于喷雾场内的粒子速度及直径特征具有明显影响。1.1MPa高背压条件下,无论是喷雾前端还是尾部,粒子平均速度的最大值不超过20m/s。背压增加使空气掺混质量流率也随之增加,空气作用的加强使粒子的直径分布范围扩大,粒径的标准差增加。在1.1MPa高背压条件下,喷油结束后(T阶段)粒子速度变为零,粒子算数平均直径(arithmetic meandiameter,AMD)和索特平均直径(sauter mean diameter,SMD)分别稳定在20μm和40μm左右。喷射压力增加能够促进油滴粒子的进一步细化,而轴针座锥角变大虽然对于粒子速度无明显影响,但使F、C、R三阶段的粒子SMD明显减小。

蓝莓渗透脱水的研究

在不同的渗透温度 ( 4 5～ 65℃ )条件下 ,高果糖浆和蔗糖的有效水分扩散率 (Dm)分别为( 4 90 60～ 5 2 3 66)× 1 0 - 10 m2 /s和 ( 3 5 5 1 8～ 4 0 1 0 9)× 1 0 - 10 m2 /s,有效固形扩散率 (Ds)分别为( 2 7740～ 3 691 5 )× 1 0 - 10 m2 /s和 ( 1 3 1 63～ 2 691 5 )× 1 0 - 10 m2 /s的规律。在渗透脱水处理过程中Dm 和Ds 随处理温度升高而增加。经高果糖浆 ( 70°Brix)渗透脱水的蓝莓的平均体积比随温度升高而稍微下降。