氨–柴油双燃料发动机燃烧的光学诊断研究

为了解决氨燃料在发动机中燃烧不稳定的问题,通过开展氨–柴油双燃料发动机燃烧过程的光学诊断研究,以获得柴油引燃氨的燃烧及火焰发展特性,研究了不同氨替代率及不同柴油喷射时刻对氨–柴油双燃料缸内燃烧和火焰发展特性的影响。结果表明:随着氨替代率的增加,缸压和放热率峰值先增加后减小,燃烧相位不断后移,滞燃期和燃烧持续期延长,70%和80%氨替代率下放热率峰值相比40%氨替代率降低了41.7%和58.8%。随氨替代率增加,火焰光强和火焰面积均逐渐减小,氨替代率为80%时,火焰向燃烧室中心的扩散燃烧速度变慢,火焰面积峰值为612.5 mm2,占燃烧室总面积约19%,燃烧表现较差;随着柴油喷射时刻的不断推迟,缸压和放热率峰值先增加后减小,燃烧相位不断后移,燃烧持续期先减小后增加,火焰光强和火焰面积均先增加后减小。-25°喷射时刻缸压和放热率峰值分别为4.28 MPa和115.4 J/(°),相比其他时刻具有较好的放热性能。与-20°喷射时刻相比火焰光强和火焰面积分别增加了15%和42.5%,此时燃烧室中心未燃区域最小,对氨有较好的引燃效果。

正戊醇/正十二烷二元燃料不同喷射压力下燃烧与排放特性

为探究戊醇燃料对于发动机的适应性,建立了正戊醇/正十二烷二元燃料的燃烧模型,探究了不同喷射压力下二元燃料的燃烧与排放特性。结果表明随着二元燃料中戊醇比例的增加,平均指示压力的降低和未燃燃料的增加导致指示热效率降低;同时缸内低温区域和低当量比区域增加,氮氧化物和碳烟排放均降低;但不完全燃烧增多,因此一氧化碳和未燃碳氢排放增加。此外,提高喷射压力增强了二元燃料的雾化效果,缸内平均温度提高,高温富氧区域增多,氮氧化物排放增加而碳烟排放降低。由于不完全燃烧的减少,一氧化碳和未燃碳氢排放降低,但由于喷射压力为300 MPa时易出现撞壁现象导致二者再度升高。

SCR系统压力旋流式喷嘴结构对近场喷雾特性的影响

选择性催化还原(SCR)系统是柴油机脱除尾气NO_(x)的核心,喷嘴的雾化性能直接影响NO_(x)转化率及尿素结晶,压力旋流式喷嘴比直流式喷嘴更有性能优势.以新设计的一款压力旋流式喷嘴为对象,结合试验数据,基于流体体积函数(VOF)法,耦合喷嘴内旋流与喷嘴外近场喷雾开展三维数值模拟,精准获取旋流液膜厚度、液膜锥角.基于喷孔内部流场与索特平均直径(SMD)的关系模型,实现喷嘴结构对喷雾雾化性能的直接耦合研究,进而获得了旋流室长度、旋流室直径、出口段长度和出口段孔径等压力旋流式喷嘴关键结构参数对喷雾性能的影响特性,结果表明:喷嘴几何参数调整需由气核生长情况判断;当气/液两相分界面呈多级阶梯型时,减小旋流室长径比、出口段长径比均可有效降低喷雾粒径,增强雾化效果.该新设计的压力旋流式喷嘴具备SMD小于30μm的潜力.

正戊醇/正十二烷二元燃料着火及燃烧特性

为了探究正戊醇/正十二烷二元燃料着火及燃烧特性,在高温高压定容燃烧弹中采用自发火焰发光法、纹影法、甲醛平面激光诱导荧光法以及OH*化学发光法研究了正戊醇/正十二烷二元燃料P20D80的着火延迟期、火焰发展、燃烧中间组分以及火焰浮起长度.结果表明:在相同工况下,与正十二烷(D100)相比,P20D80的总着火延迟期和火焰浮起长度更长,且两者的甲醛信号都在火焰浮起处的下游位置被逐渐消耗;P20D80的甲醛初生时刻延迟了100μs左右,可很好降低碳烟生成;与D100相比,在不同的环境温度工况下,P20D80的化学着火延迟期更长,但随着喷射压力的增加,P20D80的化学着火延迟期先大后小;此外,在相同工况下,P20D80物理着火延迟期与正十二烷物理着火延迟期的差值随着环境温度升高而略微升高,但随着喷射压力的增加而降低.

汽油/加氢催化生物柴油混合燃油简化机理的构建及验证

针对汽油/加氢催化生物柴油(HCB)混合燃油可改善汽油直喷压燃模式中低负荷着火困难和燃烧不稳定的现象,基于燃油分子结构和理化特性相似原则,提出了正十六烷作为加氢催化生物柴油的表征燃料.采用多种简化方法对正十六烷详细机理(POLIMI_1412)进行简化,并与汽油表征燃料骨架机理以及氮氧化物子机理进行耦合,获得了82个组分和370步基元反应的汽油/HCB混合燃油简化机理.采用反应路径分析和敏感性分析方法,对部分反应的反应速率常数进行优化.结果表明:对着火延迟期的敏感性分析发现,各反应的敏感性随温度和当量比变化显著;低温工况下,大多数低温反应对着火起控制作用,而对于层流火焰速度,主要是小分子反应起控制作用;通过对简化机理的着火延迟期、层流火焰速度和组分摩尔分数进行对比验证,以及对简化机理在压燃发动机仿真中的适用情况进行验证,发现简化后获得机理可以很好预测汽油/HCB混合燃油着火燃烧特性.

DRG付费方式下公立医院应收医保款管理研究

2019年重庆被纳入国家医保DRG付费试点城市。2021年12月起,作为第一批试点医院,重医附二院、大坪医院、市五院和大足区人民医院等4家医院进入实际付费运行阶段。2023年重庆市进一步扩大DRG付费范围,并细化相关政策。在DRG付费方式下,如何做好公立医院应收医保款管理工作是当前医院财务工作的难点。文章分析了DRG付费对公立医院应收医保款管理的影响及应收医保款管理工作存在的问题,并针对问题从人员设置、制度建设、会计核算三个方面提出了应收医保款管理措施。

冷态下喷油策略对双燃料发动机燃烧特性影响的可视化研究

基于一台双燃料光学发动机,结合高速成像技术开展了冷态条件下缸内喷射策略对加氢催化生物柴油/汽油RCCI(活性控制压燃)燃烧影响的可视化研究。结果表明:改变预主喷比例及主喷时刻可以调整燃烧室整体反应性和局部反应性,改善RCCI冷态燃烧效果。相较加氢催化生物柴油单次喷射策略,2次喷射策略下缸压和放热率曲线前移,燃烧相位提前。预主喷比例对燃烧相位影响显著,主喷比例越高,着火时刻越晚,燃烧持续期越短,放热过程越集中。主喷时刻对火焰发展机制影响显著,主喷时刻提前,火焰发展以燃烧室四周多点自燃向中心传播为主;主喷时刻推迟,火焰发展以沿喷雾油束向四周传播为主。

基于光学发动机的柴油/聚甲氧基二甲醚引燃乙醇对比研究

为了改善内燃机燃烧与排放,探究反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)燃烧规律,在一台轻型光学发动机上对比了缸内分别直喷柴油和聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)引燃进气道喷射乙醇的燃烧特性。通过调节缸内直喷的喷油时刻和喷油比例,对燃烧过程进行了可视化试验分析。结果表明:随喷油时刻不断推迟,缸内燃烧压力与放热率呈现先增后减的趋势,喷油时刻在上止点前20°时燃烧效果最好。随着缸内直喷燃油比例的增加,每循环燃烧压力峰值和放热率峰值不断增加,燃烧相位提前,燃烧更充分。利用高速成像技术获得的图片结果显示:两种引燃模式下火焰均发生于近壁区域并向四周扩散。火焰亮度最高和面积最大的时刻出现在燃烧始点附近。PODE引燃乙醇时火焰场中无曝光区域而柴油引燃乙醇时存在较多曝光区。PODE/乙醇燃料组合相对于柴油/乙醇燃料组合的缸压和放热率峰值更高,滞燃期和燃烧持续期更短,燃烧效率更高,碳烟生成量更少。

柴油机喷嘴内部流动可视化试验

柴油机喷雾特性除受空气动力作用影响外,更与喷嘴内空穴流动有关,因此弄清喷孔内空穴流动对研究喷雾特性有着至关重要的作用.在自行搭建的比例放大透明喷嘴内空穴流动可视化试验台上,采用高速数码摄影和长工作距离显微成像技术,获得了不同几何结构喷嘴内部空穴流动图像.试验结果表明,不同的几何结构对喷嘴内空穴流动有着强烈的影响,增大喷孔长度和减小喷孔与喷嘴轴线间夹角都能抑制喷孔内空化现象,而采用VCO类型喷嘴可使发生水力柱塞流的压力更高;试验还观察到了迟滞现象.

不同比例放大倍数喷嘴内空穴流动的试验研究

在比例放大透明喷嘴内空穴流动可视化试验台上,采用高速数码摄影和长工作距离显微成像技术,重点研究了不同比例放大倍数喷嘴内部空穴流动图像。试验结果表明:放大三倍喷嘴内部空穴形态呈线性,而放大五倍和八倍喷嘴内部空穴形态呈层状;放大三倍喷嘴没有观察到水力柱塞流现象,而放大五倍和八倍喷嘴内都观察到了水力柱塞流现象;此外,试验中观察到了迟滞现象。

不同燃油温度喷嘴内部流动可视化试验

柴油机喷嘴内空穴流动对喷雾有着重要影响,而燃油物性又强烈影响着喷嘴内空穴流动,因而弄清不同燃油温度下的燃油物性对喷嘴内空穴流动影响有重要的意义.在自行搭建的透明喷嘴内空穴流动自循环可视化试验台上,采用高速数码摄影和长工作距离显微成像技术,获得了不同燃油温度下喷嘴内空穴流动图像及流动特性数据.结果表明:随着燃油温度升高,空穴初生压力减小;在同样边界条件下,燃油温度越高,其雷诺数越大.对流量系数与空穴数平方根线性关系进行了修正;试验观察到了迟滞现象,为对该现象进行分析,分别定义并获得了不同燃油温度下可视化临界空穴数与定量测量临界空穴数,并发现在不同燃油温度下可视化临界空穴数都大于定量测量临界空穴数.

戊醇/正十二烷二元燃料碳烟生成特性试验研究

针对戊醇/正十二烷二元燃料,在定容燃烧弹系统中,采用高频背景光消光法和OH*化学荧光发光法开展了二元燃料碳烟生成特性和燃烧特性可视化研究,探究了戊醇掺混于高活性燃料后对碳烟生成的影响。研究表明,戊醇的加入可以有效降低燃油碳烟的整体浓度,且添加戊醇会小幅延长碳烟的初始生成时刻和生成位置,戊醇的含氧特性相对于低活性对碳烟生成的影响更大。环境温度的提升会显著增大燃油的碳烟生成区域和生成质量,在较低环境温度时戊醇的掺混可以有效降低碳烟生成量,而在较高环境温度时采用戊醇掺混的同时需配合高喷射压力才可以有效降低碳烟浓度。

浅析新媒体对高等教育的重要性

随着新媒体的快速发展,信息的传播速度和人际交往方式发生了翻天覆地的改变。这给当前大学生的培养带来了机遇,也带来了挑战。文章从新时代下高等教育内涵出发,阐述了新媒体背景下高等教育存在的主要问题,分析了利用新媒体加强高等教育的主要途径。

针阀运动对柴油机喷嘴瞬态流动特性的影响

柴油机喷嘴内部空穴流动对燃油雾化和随后的燃烧及排放有着重大的影响,而针阀运动又影响着喷嘴内部空穴湍流流动.因此,弄清针阀运动对喷嘴内空穴流动的影响非常关键.采用动网格技术进行喷嘴内部瞬态流动三维数值模拟.搭建可视化试验台,验证了所建模型的准确性.基于此,在不同喷油压力下,分析了气相体积分数、雷诺数和流量系数等随针阀运动的变化情况以及针阀运动对喷嘴内空穴发展过程的影响.最后,研究了温度对空穴的影响,通过对比发现,温度变化对空穴的初生有很大影响,在相同的入口压力条件下,温度的增加会使空穴的产生时间提前.

加氢催化生物柴油燃烧排放特性的试验

将加氢催化生物柴油以质量分数为5%,、10%,、20%,和30%,的比例掺混到国Ⅳ柴油中,与纯国Ⅳ柴油共5种燃油分别在定容燃烧弹中进行了燃烧特性的可视化试验;同时,在发动机台架上进行了欧洲稳态测试循环(ESC)十三工况排放特性的测试.可视化试验结果给出了不同环境温度和环境压力下随加氢催化生物柴油掺混比例的增加,燃烧滞燃期及燃烧持续期的变化规律;ESC排放试验进一步证明随着加氢催化生物柴油添加量的增加THC、NO_x、PM和CO排放都有不同程度的降低,其中,CO的排放呈线性下降,NO_x排放的降低在高负荷、低转速时最为显著.

基于背压的柴油机喷嘴内部空穴流动试验研究

在自行搭建的比例放大透明喷嘴内部流动可视化试验台上,采用高速数码摄像和长工作距离显微成像技术,研究了不同背压条件下喷嘴喷孔内部单相流及空穴两相流的流动特性。研究结果表明:喷油压力一定时,背压逐渐升高会使喷孔内的空穴分布区域逐渐减小,直至消失,流动也由空穴两相流转变为单相流;较高的背压会增加空穴初生的难度,空穴初生对喷孔前后压差要求也更高,同时喷孔出口的燃油平均速度也更高;相同压差下,较高的背压对单相流阶段造成的流动损失较大,对空穴两相流阶段造成的损失则较小。

柴油机喷嘴内部空穴临界初生现象的试验研究

将高速摄影和长工作距离显微成像技术应用在可视化试验台上,开展了喷嘴几何结构对空穴临界初生现象的试验研究。试验结果显示,较小的针阀升程会抑制空穴的出现,较大的喷孔长径比会因为流动损失的增加而使得空穴很难出现,较大的喷孔倾斜角会促进喷嘴内部空穴的出现。同时,通过大量的试验研究,将针阀升程,喷孔长径比和喷孔倾斜角对空穴初生点的影响关系整理得到了空穴临界初生的预测公式,且具有较高的精度。

基于空穴初生的柴油机喷孔内部流动

为揭示喷油嘴内空穴流动机理,设计可视化试验装置,观察了喷孔内空穴流动.采用混合多相流模型、空穴模型、标准k-ε方程模拟了气液两相的空穴流动.分析了不同喷油压力、气核体积分数、液体黏性、壁面物性、表面张力对空穴流动的影响.结果表明:随着入口压力的增加,空穴初生逐渐发展为超空穴;当空穴参数小于临界空穴参数时,流量系数随空穴参数的增大而增大;当空穴参数大于临界空穴参数时,流量系数变化很小,不再出现空穴现象;流动介质的气核体积分数越大,空穴现象越明显,并随着进口压力的增加,这种影响越强烈,而对应的临界空穴压力越小;流动介质的黏性大小对空穴的发展有一定的限制作用,黏度越大空穴初生所需临界空穴压力越大;壁面物性和表面张力对空穴现象影响不大.

柴油与生物柴油不同长径比喷嘴内空穴流动的试验

在柴油机透明喷嘴内部空穴流动可视化试验台上,基于高速数码摄影和长工作距离显微成像技术,研究了不同长径比结构的透明喷嘴内柴油和生物柴油的空穴流动特性及其对喷雾的影响,分析了空化初生和水力柱塞流出现的临界点及水力柱塞流出现过程中的流动能量损失问题.研究表明:柴油和生物柴油的空穴流动形态相似,但生物柴油比柴油难发生空化,单相流阶段,柴油的流量系数高于生物柴油,空穴发展到一定阶段,生物柴油的流量系数开始高于柴油.喷孔长度越长,空化和水力柱塞流现象越难出现,在长径比结构为8的喷嘴中没有出现水力柱塞流现象.且水力柱塞流出现的瞬间,柴油的流量系数下降程度比生物柴油大,即能量损失大.

甲醇/正辛醇/HCB混合燃料喷雾燃烧特性

基于定容燃烧弹系统,通过纹影法、OH*化学荧光法与背景光消光法及自然辐射光法两套同步光学诊断技术,针对3种不同甲醇添加比例的甲醇/正辛醇/加氢催化生物柴油(HCB)混合燃油,对比分析了不同环境温度、喷射压力下喷雾燃烧特性.结果表明:3种燃油由于反应活性和含氧量的不同,在相同工况下着火延迟期和火焰浮起长度随甲醇比例的增大而增加,使得着火后的喷雾贯穿速度降低.通过对着火延迟期和火焰浮起长度经验公式的拟合,发现混合燃油的着火延迟期、火焰浮起长度与化学当量比的燃油混合分数呈正相关,而火焰浮起长度与燃油的十六烷值呈负相关.所有燃油的火焰浮起长度均小于液相长度,整个燃烧过程中均处于火包油状态,这使得燃烧促进了液相燃油的蒸发,导致着火后液相长度更短.纯生物柴油由于较短的火焰浮起长度和较高的反应活性,其燃烧导致的液相蒸发最为明显.