不同海拔条件下柴油燃烧火焰温度和碳烟特性研究

为了研究海拔条件对柴油机冷起动阶段柴油燃烧过程的影响,在定容燃烧弹台架上模拟了平原和海拔2000 m工况下柴油机缸内的热力学状态,利用双色法获取了不同工况下柴油火焰温度和表征碳烟浓度的KL因子分布.结果表明,随着海拔由0 m增加至2000 m,环境温度、压力同时降低产生了耦合作用,导致柴油滞燃期由2.0 ms增大至3.13 ms.海拔升高后,柴油燃烧过程中平均火焰温度降低,局部高温区域消失,KL因子总量减少.海拔条件变化影响了碳烟特性和火焰温度的关系.随着海拔升高,火焰温度降低,导致碳烟氧化主导阶段碳烟氧化速率降低,局部火焰温度对局部碳烟浓度的影响减小.

O_2/CO_2环境对柴油燃烧特性的影响

为计算柴油在O_2/CO_2环境中火焰浮起长度(flame lift-off length,FLOL),提出了柴油的耦合计算模型。该模型基于空气卷吸率计算公式,考虑了O_2和CO_2对FLOL的影响,引入空气与燃料的动态化学当量比,得到了O_2/CO_2环境中FLOL的计算公式。运用Converge软件对柴油的表征燃料正庚烷建立化学模型和物理模型,搭建了定容燃烧弹可视化试验台。对柴油在空气、50%O_2/50%CO_2和57%O_2/43%CO_2环境中的FLOL进行计算与试验,并对燃烧过程、温度云图和FLOL进行了分析。结果表明:该模型能计算柴油在O_2/CO_2环境中的FLOL,计算的最大平均误差为8. 6%。