协流部分预混燃烧器设计及激光诊断测量

针对液体燃料层流燃烧的实验测量需要,设计一个边界条件可控的、稳定的液体燃料层流部分预混燃烧器.选取正庚烷与甲苯混合后的液体燃料作为验证火焰的实验燃料.火焰直接成像、双色法测温、激光诊断测量结果均与类似的部分预混火焰测量结果相近,表明了所设计燃烧器火焰的可靠性.激光诊断的研究结果清晰地表明了火焰在不同高度下碳烟及其前驱物多环芳香烃(PAHs)的生成氧化历程,为验证和发展液体燃料浓预混条件下的碳烟生成氧化机理提供数据支撑.

乙醇对汽油火焰碳烟生成特性影响的试验研究

设计并制作了一套新型的能够产生稳定层流火焰的液体燃烧器。将体积分数为0%、20%、50%和85%的无水乙醇混入92#汽油配制出了不同掺混比的乙醇汽油混合燃料,应用光学诊断技术在常压下对各燃料稳定火焰中的碳烟浓度分布进行测量,研究了添加乙醇对汽油火焰中碳烟生成特性的影响。研究结果表明:在保证碳元素流量为6.05g/h的情况下,随着燃料内乙醇的增加,各燃料均能生成稳定火焰,火焰高度保持在(50±1)mm;火焰中各个高度上的碳烟浓度都出现不同程度的降低;碳烟生成总量呈现直线下降规律,E20、E50、E85火焰中的碳烟总量相对于E0火焰分别降低了16.20%、37.77%和61.66%。

汽/柴油混合燃料火焰中的碳烟生成特性

在一个能够产生稳定层流火焰的液体燃烧器上,采用二维消光法对不同掺混比例的汽油/柴油混合燃料G0、G20(汽油、柴油体积比为1∶4)、G50、G80和G100层流扩散火焰中的碳烟生成特性进行测量研究,获得了火焰的透射率图像,通过反演算法测得了火焰中的二维定量碳烟浓度分布,旨在分析混合燃料火焰的碳烟特性变化,并采用热泳探针采样和电镜分析的方法对火焰中的碳烟颗粒形貌及粒径进行了观测.试验结果表明:随着汽油掺混比例的增加,汽/柴油混合燃料火焰中的碳烟浓度分布整体呈现降低趋势,体现了柴油较强的碳烟生成能力.火焰中HAB=20,mm高度上的初始碳烟颗粒粒径也呈现减小趋势,粒径范围基本在14~39,nm.

新型气体雾化燃油喷嘴的实验研究

对新型气体辅助雾化喷嘴特性进行了初步实验研究。利用马尔文粒度分析仪测量喷嘴在不同工况下达到的雾化粒度。实验结果表明雾化压力和气液流量比对雾化粒度有明显影响 ,而喷嘴直径几乎对之无影响 ,液体流量测量结果说明喷嘴的流量系数很低。此项研究为燃油喷嘴的开发。