不同压缩比螺旋翅片对相变储能罐蓄热的影响机制

在传统螺旋翅片基础上提出3种不同压缩比的螺旋翅片结构。首先数值模拟不同压缩比的螺旋翅片储能罐相变材料的熔化过程;其次,讨论4个储能罐中温度场和固液界面的演变情况;再次,分析液相分数、平均温度和平均努塞尔数的变化趋势;最后,对比不同压缩比下相变材料的总蓄热量、熔化时间和平均蓄热速率。结果表明:设计压缩比合适的螺旋翅片可有效促进储能装置相变材料的熔化,减轻下部温度垂直分层现象,增强相变材料的自然对流,提升相变储能罐的蓄热性能;随着压缩比的增加,蓄热速率呈先增加后减小的趋势,而完全熔化时间则先减少后增加;与无压缩螺旋翅片的储能罐相比,当压缩比为3时,石蜡完全熔化时间缩短27.27%,平均蓄热速率提升33.33%,但当压缩比增加到7时,平均蓄热速率反而下降25%,完全熔化时间增加34.67%。

超高压缩比混动专用发动机的爆震控制研究

为抑制混动发动机爆震现象,基于超高压缩比混动发动机,建立计算流体力学(CFD)模型,通过台架试验分析发动机子系统及控制参数对爆震的影响。结果表明:提高进气道滚流比可实现快速燃烧;提升燃烧室加工精度可改善燃烧一致性;缸体、缸盖分离式冷却可实现分区温度智能调节;增加挡水板可降低金属温度;对于该发动机最大有效热效率点,降低废气再循环(EGR)系统压损,可使EGR率达到25%;高温环境下,需对发动机有效压缩比及出水温度进行精确控制。

可变压缩比米勒循环汽油机热功转换效率预测及优化

从理想热力循环出发推导,实现了有效压缩比与膨胀比之间的解耦,提出了相应的缸内热功转换效率预测方程.结果表明:所提出的方程能准确预测有效压缩比或膨胀比的变化对热功转换效率的影响规律.从导出的方程中还可得到膨胀比对热效率的影响大于压缩比的结论.通过分析不同压缩比条件下发动机的膨胀比以及热效率的试验结果,得到了中、高负荷下压缩比εECR(εECR≥8)太高对膨胀比乃至热效率反而不利的结论.有效压缩比与有效膨胀比解耦后的方程为二者的独立优化或协同优化提供了一条清晰、快捷有效的技术路线,发动机的台架试验验证了“低压缩比”、“高膨胀比”的优化理念.

蓖麻籽单轴压榨制油临界压缩比模型构建及计算

蓖麻籽是一种重要的高含油(约50%)、高含蛋白(约15%)和低含水(约6%)的工业油料,采用单轴冷态压榨制油的方式能保证饼中蛋白质的低变性程度,其后续环节多辅以溶剂浸提,以提高油料的出油率。对于冷态压榨过程,其中的临界压缩比一定程度上反映了预压制油的极限能力。直筒压榨时,受到轴向压力的作用不断被压缩,使其细胞被破坏,最终油从细胞中迁移析出并不断聚集,当油的数量达到某一临界值时便从榨筒孔壁中渗出并逐渐成股连续流出,榨筒底部流出的量远多于上部,压榨完成后,榨饼成为固结体系,成为半固态饱和物料,残余应力的存在导致榨饼与榨筒壁间存在极大的摩擦力,是影响低功耗、机械化分离的关键所在。笔者应用自制带压力数据采集系统的微型直筒式压榨试验装置,研究压榨压力、压榨速度和保压时间对蓖麻籽压榨出油率的影响;在此基础上,依据产油价值等于耗能价值,分别构建了蓖麻籽单轴压榨制油临界压缩比模型;根据出油率结果,求解得到完整蓖麻籽的临界压缩比为6.2,碾碎蓖麻籽的临界压缩比为3.6。研究结果可为蓖麻压榨机的设计及压榨实践操作提供可靠的数据支撑。

柴油机有效压缩比与参数变化之探讨

探讨双燃循环大型海运低速柴油机其重要参数的名义压缩比与有效压缩比[1]、理想绝热压缩压力与实际压缩压力[2]的差异,利用精确量测间隙容积(Clearance volume),探讨理想与实际的压缩压力比较差异,利用此一正确的机器设计参数,探讨如何加强维持最大有效压缩比以达设计最高压缩压力,提高低速柴油机正常出力。

一种高压缩比的箭载图像采集压缩装置的设计

为实现某箭载设备输出的模拟图像信号的采集处理,设计了一种基于Hi3516A为核心的箭载图像采集压缩装置。该装置采用了CCD图像传感器ICX811AKA作为成像器件,代替了箭载设备的模拟图像信号输出。通过GM7150解码芯片对采集到的模拟图像信号进行高效的数字化处理,转换成BT.656数字信号,从而实现对图像的准确采集与处理。利用集成了H.265压缩硬核的Hi3516A对图像数据进行有效压缩,压缩后的图像数据通过RS-422接口传到上位机。经试验分析验证,该装置成功实现了模拟图像信号向BT.656数字信号的转换,且压缩码率低至680 kbit/s,压缩比高达178∶1,视频图像PSNR值也达36.59 dB,能够满足高压缩率、低失真度等特点,有效保证图像传输的实时性,工作稳定可靠,为军事试验中的图像采集与处理提供了高效可靠的解决方案。

压缩比对直喷天然气发动机燃烧与排放特性的影响

在缸内直喷火花点火天然气发动机上开展了压缩比为8、10、12和14的燃烧和排放特性研究。研究结果表明,压缩比对发动机性能、燃烧和排放有较大影响。压缩比增加,发动机充量系数增加,燃烧速率加快,热效率提高。缸内最高燃烧压力、最高燃气平均温度和最大压力升高率等燃烧参数随压缩比的增加而增加;HC和CO排放随压缩比的增加而降低,NOx随压缩比的增加而增加。压缩比过高会导致HC排放的增加,当压缩比大于12时,发动机在中高负荷出现轻微爆燃现象,NOx排放明显增加。综合考虑直喷式天然气发动机的动力性、经济性和排放性能,认为发动机的最佳压缩比设置在12比较合理。

直喷式天然气发动机不同压缩比下燃烧循环变动规律

开展了不同压缩比下天然气直喷发动机燃烧循环变动特性研究.结果表明,低压缩比(ε=8),会出现部分燃烧循环,平均指示压力小,循环变动系数大.随着压缩比的增加,平均指示压力循环变动减小.压缩比大于12后,大负荷工况时发动机出现轻微爆燃,燃烧循环变动增加.平均指示压力反映出的燃烧循环变动比缸内最大压力反映出的循环变动效果更明显.火焰发展期、主燃烧期和燃烧持续期随压缩比增加而缩短是燃烧循环变动降低的一个重要原因.平均指示压力与火焰发展期、主燃烧期及燃烧持续期有好的相关性.火焰发展期的循环变动是天然气直喷发动机燃烧循环变动的主要原因之一.与均质混合气燃烧循环变动主要是由火焰发展期循环变动决定有所不同,缸内直喷燃烧的循环变动是由火焰发展期和燃烧后期循环变动共同作用的结果.

压缩比和CO_2对二甲醚燃料均质压燃燃烧的影响

在一台2-135柴油机上实现了纯二甲醚(DME)的均质充量压燃(HCCI)的燃烧方式.为了扩展发动机适用工况,控制HCCI着火,进一步通过调节试验发动机压缩比以及在优化的压缩比下在进气道中加入气体CO2的方法来改进和控制HCCI的燃烧.试验结果表明,DME的HCCI燃烧模式不但可以实现无烟燃烧,还可以有效控制发动机NOx排放,使其接近于零排放.在试验负荷范围内,CO排放随负荷增加而降低;HC的排放随负荷增加而减少.对DME的HCCI燃烧机理等进行研究表明,由于纯DME十六烷值高导致着火较早(上止点前28°左右),该发动机只能在中低负荷较小范围内运行.改进的燃烧方法可以有效地控制HCCI燃烧,拓展HCCI发动机运转范围.

不同压缩比米勒循环和低压废气再循环对增压直喷汽油机性能影响

通过对一台增压汽油直喷(gasoline direct injection,GDI)发动机活塞和凸轮型线的重新设计实现了高压缩比米勒循环,并在此基础上引入了废气再循环(EGR),研究了不同压缩比米勒循环和EGR综合作用对发动机的性能影响。结果表明:增大压缩比和采用米勒循环技术对爆震影响存在取舍(trade-off)关系,低速全负荷下高压缩比米勒循环相比原机油耗略有上升;而低压冷EGR技术由于缸内稀释冷却作用可以优化燃烧相位,对外特性工况有效燃油消耗率有明显的改善作用;在部分负荷工况下,压缩比的增加和米勒燃烧循环可使油耗较原机下降6.3%,在整合低压冷EGR技术后,油耗进一步下降3.1%。可以得出结论,合理地增加压缩比,采用米勒循环技术并匹配低压冷EGR技术,可以大幅改善发动机的燃油经济性。

进气门晚关与高压缩比技术在汽油机上的应用

针对混合动力汽车用发动机的特点,通过模拟和试验相结合的方法,研究了进气门晚关与高压缩比对汽油机部分负荷性能的改善作用以及由于发动机参数变化对外特性的影响.研究结果表明：部分负荷应用进气门晚关与高压缩比可在排放变化不大的前提下使发动机油耗降低4%～10%;进气门晚关控制负荷有效降低了泵气损失,配合几何压缩比的提高和点火提前角的优化,实现了较好的燃烧性能,提高了膨胀比;综合作用下使得有效热效率提高;较长进气持续期和较大几何压缩比的应用使得外特性扭矩降低2%～5%的同时,油耗平均5%.

压缩比对火腿肠制品质构特性的影响

为在测定火腿肠质构特性时选择合理压缩比,研究30%～80%范围压缩比对不同等级火腿肠质构特性的影响。结果表明:脆性指标检出与否是确定压缩比的重要参考依据;在火腿肠制品的凝胶系统达到一定强度时,采用的压缩比趋于一致。

不同压缩比和青贮时间下玉米秸秆厌氧发酵性能研究

青贮是保障秸秆长期贮存和可持续供应的重要方式,秸秆压缩后青贮更便于贮存和运输。选用玉米秸秆为原料,采用不同时间、不同压缩比进行青贮,分析了相应的玉米秸秆成分变化,并对压缩青贮后秸秆进行了厌氧发酵产气特性实验。结果表明:玉米秸秆在长期青贮时,采取高密度贮存可有效减少干物质损失,青贮300 d时,未压缩组的总固体(TS)回收率为26.5%,1∶6压缩组的TS回收率为51.0%,较未压缩组提高了92.5%。延长青贮时间会显著降低玉米秸秆沼气产量,青贮40 d时,未压缩组的累计产气量为23.2 mL/g,而1∶6压缩组为282.9 mL/g;青贮300 d时,未压缩组产气潜力丧失,1∶6压缩组累计产气量达200.3 mL/g,说明采用高压缩比对保持青贮秸秆的产沼气性能更为有利。

喷油策略对低压缩比柴油机不同海拔起动性能的影响

基于高原环境模拟试验台,以一台压缩比为14.25的增压柴油机为试验对象,进行了平原0 m、模拟海拔高度1 000,2 000,3 000,3 750,4 500m处的起动性能试验,并研究了供油提前角和循环供油量对低压缩比增压柴油机在不同模拟海拔时的起动性能影响.结果表明,随着海拔升高,低压缩比柴油机起动过程初始期延长,升速期转速升高率降低,下冲转速增大,过渡期时间延长,起动性能恶化.且在高海拔条件下,海拔高度的上升对低压缩比柴油机起动性能的影响更加显著.在海拔高度2 000m及以下,海拔高度每升高1 000m,升速期及过渡期平均延长1.10s和1.47s;在海拔高度3 000m及以上,海拔高度每升高1 000m,起动过程中升速期及过渡期平均延长18.48,2.75s.在平原时,增大供油提前角使起动性能恶化:起动阶段初始期延长,升速阶段转速升高率降低,升速期和过渡期时间延长;不同循环供油量策略对平原起动过程影响较小.当海拔为4 500m时,适当增大供油提前角和适当减少喷油可改善低压缩比柴油机高原起动性能,循环喷油量过大会导致升速期内滞速现象的出现,起动稳定性变差,循环喷油量过小会导致初始期和升速期延长.

蓖麻籽不同状态不同压榨方式下压缩比与轴向应力关系的研究

【目的】研究蓖麻籽在不同状态不同压榨方式下压缩比-轴向应力关系.【方法】进行了完整蓖麻籽与碾碎后的蓖麻籽在不同的压榨方式、不同的压榨速率下的冷榨试验;采用川北方程建立了双曲线型压缩比-轴向应力关系模型,并依据试验结果,应用最小二乘法求得该模型的待定参数.【结果和结论】蓖麻籽碾碎后压榨在相同的条件下所达到的等价压缩比和完整籽基本一致,但实际压缩比比完整籽小得多;多次压榨在相同的条件下比单次压榨可以达到更大的压缩比;模拟值与实测值的对比和误差分析表明,模拟值与实测值比较吻合.

植物油料实际压缩比计算模型与数值模拟

基于双曲线型应力应变模型建立了植物油料实际压缩比理论计算模型,模拟计算出的菜籽、菜籽仁、花生、大豆、芝麻和亚麻籽的实际压缩比与实测值吻合,菜籽仁的实际压缩比比菜籽平均高20%。根据实际压缩比变化率及其斜率曲线,近似确定植物油料工程实际临界压榨压力为:菜籽、菜籽仁、花生、亚麻籽80MPa,芝麻100MPa,大豆60MPa。

基于神经网络和遗传算法的Atkinson循环发动机几何压缩比优化

提出了基于神经网络和遗传算法进行阿肯金森(Atkinson)循环发动机几何压缩比优化的方法.首先利用几何压缩比为11的奥拓(Otto)循环发动机的试验数据验证了发动机人工神经网络模型的预测准确性,然后联合遗传算法和神经网络模型进行了目标Atkinson循环发动机的几何压缩比优化,约束条件是外特性转矩、爆震强度和排气温度,优化目标是使燃油消耗率最小.结果表明:联合遗传算法和神经网络模型进行发动机设计和性能优化,具有较高的效率和准确性.优化后确定目标Atkinson循环发动机的最佳几何压缩比为12.5,并在此基础上进一步优化发动机的操作参数及其外特性.

压缩比对二甲醚燃料均质压缩燃烧的影响

在一台2135型柴油机上实现了纯DME的均质充量压缩(HCCI)燃烧方式。试验结果表明,DME的HCCI燃烧模式不但可以实现无烟燃烧,还可以有效控制发动机NOx排放,使其接近于零排放。在试验负荷范围内,CO排放随负荷增加而降低;HC排放随负荷变化不大。燃烧机理等研究表明,由于纯DME十六烷值高导致着火比较早(上止点前28°CA左右),该发动机只能在中低负荷较小范围内运行。为扩展发动机适用工况,进一步通过调节试验发动机压缩比的方法来改进和控制HCCI的燃烧。试验结果表明以上方法可以有效地控制HCCI燃烧,拓展了HCCI发动机运转范围。

变压缩比下自由活塞式内燃发电机的效率分析

利用Matlab/Simulink软件耦合Chemkin程序以及电磁场有限元工具对均质混合压燃(HCCI)自由活塞式内燃发电机(FPLA)建立仿真模型,分析了不同负荷和燃空当量比下FPLA的可变压缩特性,以及系统效率和输出电功率.结果表明:FPLA能够根据负荷灵活调节压缩比,以拓宽内燃机的运行范围;在高压缩比下能够大幅提高内燃机的效率与输出功率.

缸内直喷汽油机HCCI燃烧对压缩比和辛烷值的适应性研究

在缸内直喷汽油机(GDI)上采用多次燃油喷射和可变配气技术来控制缸内混合气形成和燃烧,实现了SI/HCCI复合燃烧方式。研究了不同压缩比和辛烷值对均质混合气压燃(HCCI)燃烧排放特性的影响。结果表明,汽油HCCI燃烧呈现单阶段燃烧燃料特性,HCCI着火发生在上止点附近时油耗低。低压缩比下,HCCI燃烧可以在较浓空燃比下工作,NOx排放较高。高辛烷值燃料HCCI燃烧可运行的负荷范围窄。汽油HCCI发动机在偏高压缩比条件下燃用偏低辛烷值汽油可以获得较好的经济性和排放性能。