多孔催化材料的制备及其性能研究实验教学实践

为提高学生的科研素质和创新精神,设计并实施了“多孔催化材料的制备及其性能研究”创新实验,介绍了多孔CeO 2-ZrO 2-Al 2 O 3催化材料及其在尾气净化催化剂中的应用,探究了表面活性剂对该材料性能的影响规律及其作用机制。学生通过该实验可掌握多孔材料和固溶体的相关知识,系统探讨材料制备条件、结构和性能之间的相关性。该实验以教师科研成果为依托,关注热点环境问题,并涉及材料制备和材料表征以及大型仪器表征分析等基础理论和实验原理,在夯实大学生专业知识的同时,有助于增强学生创新意识和专业认同感。

基于离子色谱法的废气中二氧化硫检测方法

目的:通过离子色谱法对废气中二氧化硫进行检测分析。方法:先进行当前废气中二氧化硫实时浓度值的计算,结合离子色谱法设置色谱柱及对应的检测参数,以此为基础,调整检测装置,设置间隔,通过对二氧化硫峰高波动比以及摩尔质量,测定出二氧化硫变异相关系数,进而最终得出相对检测偏差。结果:针对5个区域对应的5个废气检测反应管的验证,二氧化硫相对检测偏差分别是0.16、0.18、0.21、0.28、0.37。结论:二氧化硫相对检测偏差的高低与浓度及变动的幅度存在正向的关系,二氧化硫实时浓度值以及峰高波动比提升,检测偏差增加;二氧化硫实时浓度值以及峰高波动比降低,检测偏差减小。

常温推进剂自动排气阀设计及性能试验研究

为了解决常温推进剂(包括偏二甲肼、四氧化二氮、硝酸27S等)加注系统管路填充时气体自动排出问题,本文研制了一种适用于腐蚀性介质环境的复合式自动排气阀,采用复合式排气结构,密封材料选用聚四氟乙烯,新设计了副阀导向结构,以保证副阀阀芯精确的上下反复运动,形成可靠密封。采用试验装置对新研制自动排气阀入口处压力、出口处排气量进行了测量,对0~0.27 MPa范围内的排气量、0~0.28 MPa范围内的反复排气能力、抗冲击性能以及阀门寿命进行了研究。试验结果表明,新研制自动排气阀结构、工作原理可行,其排气质量流量与入口压力满足正相关的关系,反复排气工作压力可达0.28 MPa,且其寿命指标满足设计要求。

电喷发动机闭缸循环工作排放与经济性试验研究

介绍了电喷发动机闭缸循环工作节油的理论基础,给出了闭缸循环工作的控制电路和工作模式,并进行了怠速和等速行驶燃油消耗和排放性能的对比试验。试验结果表明,两缸闭缸循环工作能够有效地降低燃油消耗量。

液体除湿空调再生传质特性的实验研究

分析了液体除湿空调再生过程热质交换的耦合特性,并提出了提高再生过程热质交换性能的措施,在此基础建立了液体除湿空调系统,其中再生器采用逆流式填料塔,在填料塔设置中间加热器,利用排风进行再生。使用氯化锂作为除湿剂,实验分析了影响再生传质性能的主要因素以及提高再生性能措施的有效性,结果表明:再生溶液温度、流量以及空气流量对再生传质量的影响比较显著,为了保证一定的再生量,溶液温度一般不低于60℃;采用室内排风再生和再热器再热均增强了再生过程传质势,提高了再生量。

某车辆排气系统动态特性计算，测量及分析

为分析某车辆排气系统的动态特性,对其分别利用计算模态分析技术和测量模态分析技术进行了研究,获得了该排气系统的前六阶计算模态参数和测量模态参数。通过对比发现前六阶固有频率计算和测量结果误差小于6.5%,振型基本一致。进而根据计算和测量结果分析了该排气系统动态特性,发现该车辆在发动机怠速与经济转速激励下均不会发生共振,并且分析了该排气系统动态特性设计的薄弱环节。研究方法与结果对于汽车排气系统动态特性设计具有一定指导意义。

汽车排气系统的悬挂点对减振效果的仿真分析

汽车运行过程中,排气系统的振动能量会经由吊挂传递到车体上,引起驾驶室的振动和噪声。根据多自由度系统的模态分析理论,通过合理设计悬挂点位置,可以有效控制排气系统对车体的振动能量传递。模态分析和有限元技术是结构动力学中的两大基石,结合这两大技术对排气系统的悬挂点位置进行设计。首先建立排气系统的有限元仿真模型,并进行模态实验,用LMS test.lab的PolyMax法识别相应的模态参数,通过计算自由模态和实验自由模态之间的MAC(模态判定准则)值来验证仿真模型的可行性;然后采用模态分析法对排气系统的悬挂点位置进行设计,并进行相应的模态、静力和动力仿真分析,验证悬挂点位置的合理性。采用排气系统的有限元仿真模型来设计其悬挂点的位置,大大减少了试验次数和研发成本,缩短了开发周期,提高了汽车的NVH性能。

两相脉冲爆轰发动机尾喷管的实验研究

为了提高脉冲爆轰发动机的推进性能,实验研究了12种不同构型尾喷管对火箭式两相脉冲爆轰发动机爆轰特性和推进性能的影响,并对各类尾喷管的增推原因进行分析。结果表明满填充工况下各类喷管内的爆轰特性不尽相同,收敛喷管可得到最大压力峰值;在满填充工况下频率为10Hz时12种喷管构型中拉伐尔喷管的推力增益最大,塞式收敛扩张喷管其次;拉伐尔喷管的出口面积比对推力增益有较大影响,但收敛段-扩张段长度比对推力增益影响甚微。

最小二乘复指数法在排气管试验模态分析中的应用

最小二乘复指数识别法(least squares complex method,LSCE),不仅适用于弱阻尼也适应于强阻尼密集模态识别.针对某轿车双排气管,采用LSCE法进行排气管试验模态分析,得到该排气管的模态分布比较密集的结论.试验表明,LSCE法对模态参数识别具有很强的适应性.

发动机排气噪声影响因素正交实验

为揭示发动机排气噪声的影响因素及程度,采用正交试验设计法对X2105C型发动机排气噪声及其参数进行实验研究,确定了影响发动机排气噪声的主次因素及其交互影响。采用遗传算法的神经网络对试验样本进行学习,建立噪声预测方程。结果表明:正交试验可以有效地对发动机排气噪声影响因素进行测试。对于X2105型柴油机及指定消声器水平,排气噪声强度可用转速、扭矩、排气管长近似描述,建立线性方程。经对比检验,遗传神经网络预测法有较高的精确度。

轿车排气系统一维数值模型简化及模态实验验证

对排气组件进行简化,建立排气系统一维梁振动模型,并进行整车NVH(noise,vibration and harshness)性能的数值和实验模态分析。研究结果显示,排气组件简化合理,排气系统一维模型可以较准确地描述排气系统的动力学特性,模型可用于排气系统的优化及疲劳特性预测。

利用植物净化汽车排放污染物的探索研究

针对目前汽车尾气对环境污染日益严重的现象,引出了利用植物对尾气污染物进行净化的方法.然后对国内外对植物与大气污染关系研究的发展动态及研究方法进行了综述和评价.最后参考所述研究方法,提出了利用密闭室法研究植物净化汽车排放污染物的新方法.

发动机尾气余热温差发电系统的优化

为测量和改进温差发电装置的性能,建立了试验台架进行测试。通过台架试验及计算流体动力学软件分析,确定了温差发电装置内部流场的优化方向。利用ANSYS Fluent软件对不同肋片数目和肋片高度、不同肋片前后端高度、不同装置端口长度等诸多方案进行仿真计算,以热端表面平均温度和流场均匀性为依据,确定了相对较优的方案。根据所选方案进行装置改进和台架试验,在测试工况范围内相比原始方案,冷热端平均温差提高了8.8%,系统输出功率提高了5.8%。

汽车尾气催化处理实验研究

以汽车尾气模拟装置中产生的气体作为模拟废气,对于JFG型三元催化剂处理汽车排气中CO、HC和NO的三效性能进行了考察,结果表明该催化剂具有低起燃愠度,良好的冷启动性能和良好的三效性能。同时和HPA-8型催化剂进行了对比,发现HPA-8型催化剂具有优异的控CO和NO的性能。

梯度磁场氮氧分离技术在汽车排放控制中的应用

根据电磁学理论中粒子的运动规律,具有逆磁和顺磁特性的氮气与氧气在强磁场中会受到不同方向的磁场力作用,使空气中的O2浓度增大、N2浓度下降.对进气口安装了磁环组装置的发动机进行排放试验,测试尾气中CO,HC和NOx的浓度.结果表明,安装磁环组装置后排放物中NOx浓度减少了近50%,同时CO和HC的浓度也有所降低.另外,随着发动机转速的增大,安装磁环组装置后排放物中NOx浓度反而有所增大,说明进气的速度对结果有影响.可见该装置应用于经常在低速、大负荷状态下工作的中小型内燃机有比较好的可行性.

废气再循环冷却器性能实验教学平台的开发

废气再循环(EGR)冷却器的性能是影响发动机性能的关键因素之一。为了满足汽车发动机原理EGR部分实验教学的需求,基于现有发动机实验台架开发了一套EGR冷却器性能教学实验平台,利用Lab VIEW软件进行数据采集、处理、显示和存储。该实验平台可实现冷却器进气温度、进水温度、气体流量和冷却水流量的主动控制,完成不同型号的EGR冷却器在不同条件下的换热效率和压降测试等实验项目。基于该平台的实际应用结果表明,平台所具备的功能达到了设计目标,不仅能够用于完成与理论教学环节相匹配的实验课程,还能用于本科生能力拓展实验和科学研究。通过EGR冷却器性能测试实验与理论教学环节相结合有利于培养学生的工程素养、实践动手能力和创新意识。

汽车尾气排放检测与催化转化教学实验建设

针对机动车污染这一典型大气污染源,结合我国当前大气污染现状以及环境学院近年来在大气污染控制方面的研究成果,采用当前国际上主流的选择性催化还原烟气脱硝技术,自主设计搭建了包括尾气检测与催化剂制备、温度控制、气体配制、催化转化、反应检测等模块在内的综合教学实验系统。采用真实机动车进行排放检测,使学生对机动车污染排放与工况的关系有更深体验。通过比较不同催化剂种类、程序升温过程(升温时间、始末温度、升温速度)、反应时间等参数对催化效果的影响,从而培养学生浓厚的科研兴趣,启发科学思维,推动大气实验课程建设和环境专业复合型拔尖创新人才的培养。

火箭发动机羽流红外特性研究概述

介绍了国内外火箭发动机羽流红外特性的研究进展及实验研究方法,总结了计算发动机羽流红外特性常用的求解方法及其特点,提出国内应当在辐射模型的完善及与流场计算的耦合度、高空辐射模型的建立、实验数据获取等方面开展更深入的研究工作。

地铁车站轨顶排热系统协同站台排烟技术试验研究

为验证轨顶排热系统协同站台排烟技术的可行性,在某地铁车站现场进行轨顶排热系统协同站台排烟试验,并与站台专用排烟管道辅助排烟模式、站台大系统排烟模式进行试验对比,综合比较各种排烟模式的效果。结果表明:采用轨顶排热系统协同站台排烟技术车站,各楼扶梯口风速均大于1.5 m/s,站台烟气排除效率高,无需开启屏蔽门排烟,满足现行《地铁设计规范》《地铁设计防火标准》等相关规范的要求,可适用于各种车站形式。站台专用排烟管道辅助排烟模式对于规模较大的车站存在楼扶梯口部风速低于1.5 m/s的风险。

城市街道内机动车排放污染物NO对流扩散的特征

采用现场观测和数值模拟的方法研究了城市街道内机动车排放污染物中的NO扩散特征。结果表明:城市街道中机动车排放污染物的对流扩散取决于屋顶风向和风速,随着建筑物顶部气流速度的增大,街道内同样位置的污染物浓度相对减小;当风向垂直于街道轴线时,街道内同样位置的污染物浓度最大;同时街道内机动车排放的污染物浓度与车流量成正比关系,即机动车流量越大污染物浓度越高。