利用激波管实验装置研究丙烯/氧气/氮气混合气着火滞燃期

利用双膜化学激波管实验装置反射激波方法测量了丙烯/氧气/氮气混合气在温度范围为16501900 K、压力为0.1 MPa下的着火滞燃期.通过对理想激波管内流动状态分析,给出了合适的着火滞燃期定义.实验结果表明：随着初始温度的增加,丙烯/氧气/氮气混合气着火滞燃期缩短,着火滞燃期的对数与温度的倒数成正比,入射激波强度与着火滞燃期的对数成反比;高温条件下,混合气的着火滞燃期随着初始压力的增加而增加,随浓度的增加而缩短;利用多元线性回归方法拟合了C3H6着火滞燃期的Arrhenius型关系式,计算结果与文献中的实验数据具有很好的吻合性.

柴油机HCCI燃烧过程中自燃着火和燃烧速率控制的研究

提出了多脉冲复合喷射控制系统以解决在柴油机上实现均质压燃着火燃烧模式(HCCI)的主要难点,即预混合气形成、自燃着火速率和燃烧速率的控制。研究了多脉冲喷射控制参数对自燃着火和燃烧速率的影响。结果表明利用该方法当发动机负荷提高平均指示压力0.93MPa时,成功实现了可控预混均质压燃燃烧。

柴油引燃预混合天然气实现准均质压燃着火燃烧方式的理论研究

通过重新构建引燃油着火模型和双燃料燃烧模型,对在不同当量比情况下,引燃油雾化、蒸发与着火的特点及对燃烧过程的影响进行了较深入的理论研究,提出了柴油引燃预混合天然气实现准均质压燃着火的引燃油喷油特性。

燃油添加剂改善HCCI发动机着火性能的试验研究

针对均质预混合压燃着火(HCCI)发动机低负荷易失火的问题,通过在参考燃料(90％的正庚烷和10％的异辛烷)和93号汽油中分别加入适量的着火改进剂过氧化苯甲酸淑丁脂,在HCCI发动机台架上进行燃烧试验．试验结果表明,在参考燃料中添加质量分数为0．3％-1．2％的过氧化苯甲酸叔丁脂后,与参考燃料相比,低负荷界限拓宽了15％-28％,而高负荷界限却降低了0．5％-7％,表明添加剂在拓宽低负荷的同时使高负荷范围下降．93号汽油添加适量的过氧化苯甲酸叔丁酯能够实现HCCI稳定燃烧,而未加添加剂的汽油则不能燃烧．

高辛烷值组分对正庚烷着火燃烧特性的影响

采用动力学模拟方法,研究了乙醇、异辛烷和甲苯这3种乙醇汽油中主要高辛烷值燃料组分的引入对正庚烷着火特性的动力学影响。研究结果表明:在初始温度高于1 000K左右的高温条件下,3种高辛烷值燃料组分的引入对燃料着火滞燃期几乎没有影响;在中低温条件下,高辛烷值组分的引入对燃料着火滞燃期影响显著。这是因为,低温条件下高辛烷值组分的引入对正庚烷氧化脱氢反应起到了抑制作用,进而影响了随后的低温链式反应,这种抑制作用使得正庚烷低温放热减弱、温度上升缓慢、着火向后延迟。在所研究的3种高辛烷值燃料中,乙醇抑制正庚烷着火的效果最显著,甲苯和异辛烷延迟正庚烷着火的效果相差不大,甲苯略微强于异辛烷。

着火滞燃期微机检测系统及其应用

本文叙述了作者研制的柴油机着火滞燃期微机检测系统及其应用情况。该系统由传感器、信号处理电路、微型计算机及记录装置组成。传感器检出的信号送入信号处理电路后,经滤波、放大、整形及合成,成为等效于滞燃期的数字脉冲信号。将其输入单板机,运行汇编程序,连续采样并处理滞燃期数据。该系统检测精度高,在故障诊断及自控中使用便利。

高活性低辛烷值汽油压燃着火特性与表征燃料构建

为了解析汽油压燃(GCI)模式的燃烧排放特性,针对一种高活性低辛烷值汽油(HRG)开展了表征燃料设计研究。基于快速压缩机(RCM)平台,在有效温度690~920 K内,对该汽油燃料进行着火滞燃期试验;基于Chemkin软件对正庚烷/异辛烷(PRF)、正庚烷/异辛烷/甲苯(TRF)以及异己烷/正庚烷/异辛烷/甲苯(iso-HS)等3种表征燃料的滞燃期进行模拟。结果表明:与PRF及TRF相比,iso-HS呈现出更加显著的负温度系数(NTC)现象,且随着异己烷含量的提高,其负温度系数区域滞燃期变化幅度近似线性提高;组成为(按摩尔分数计)49.63%异己烷、18.30%异辛烷、26.29%正庚烷及5.78%甲苯的表征燃料iso-HS2具有更好的表征效果。

柴油引燃甲醇双燃料发动机滞燃期的研究

在一台TY1100直喷柴油机进气管上安装一套电控甲醇低压喷射装置,进行了柴油引燃甲醇双燃料发动机着火滞燃期的试验研究.结果表明:随着甲醇质量分数的增加,双燃料发动机压缩过程多变指数呈线性减小,着火滞燃期延长;与原柴油机相比,发动机燃用双燃料后,在转速为1600 r/min、全负荷、甲醇质量分数为62%时,着火滞燃期最大延长约1.5°;提高进气温度,着火滞燃期缩短,进气温度从20℃增加到40℃再到60℃时,对着火滞燃期的影响逐渐增强;发动机的转速升高,在所有试验工况下,以时间计的着火滞燃期缩短;引燃柴油供油定时提前,着火滞燃期延长.

空气/天然气λ对QHCCI燃烧过程影响的研究

本文采用天然气气口顺序喷射、柴油引燃方式实现了基于天然气的准均质压燃着火燃烧过程（ＱＨＣＣＩ），本文研 究了气口喷射天然气／空气过量空气系数（λ）ＱＨＣＣＩ对燃烧过程的影响，分析了各种排放产物及燃油经济性同过量空气 系数（λ）、停缸数和引燃柴油量的关系。通过燃烧优化，发动机ＮＯｘ、颗粒和ＮＭＨＣ排放均达到了欧Ⅱ排放指标。

煤粉燃烧器设计中的若干误区

总结了在煤粉燃烧器设计理论和设计实践方面存在的若干误区,如偏异体热源轻自身热源,过分强调入炉前一次风浓淡分离效果,过度依赖低NOx燃烧器等。讨论分析了产生这些误区的原因,并对一些问题进行了澄清,其结果可为我国煤粉燃烧器及其燃烧系统相关技术的开发提供借鉴。

柴油机燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料滞燃期研究

开展了柴油机燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料滞燃期的研究,并基于发动机试验数据拟合了一个适合柴油/二甲氧基甲烷混合燃料滞燃期的预测关系式。研究结果表明,改进后的关系式比已有的滞燃期预测关系式更能准确地预测柴油/二甲氧基甲烷混合燃料着火滞燃期。研究发现混合燃料实际十六烷值随含氧量增加而降低,但降低幅度小于基于燃料质量比例推算出的数值,认为基于燃料质量比例对混合燃料十六烷值推算与实际存在较大差异。

柴油发动机电控燃油喷射系统对排放的影响

柴油发动机工作时每个循环的空气进气量基本上都是恒定的,要改变输出功率,只有通过改变喷油量(即改变混合气的浓度)来调节各个工况。因此,柴油机不能像汽油机那样可以改变过量空气系数来改变部分负荷时的排放。柴油机在相同的过量空气系数前提下,要降低废气的排放,只有通过改善发动机燃油喷射系统和对混合气质量的提高来完成。为此,论述了柴油发动机采用电控技术,特别是电控共轨式喷射技术(即共轨式燃油喷射系统),对降低柴油发动机的排放和提高有效功率的影响。

柴油喷雾着火过程的化学动力学模拟

在直喷式柴油机准维燃烧模型的基础上，建立了能描述柴油机着火前燃油的氧化历程及着火滞燃期的多步着火化学动力学子模型，它不仅可以很好地模拟实际柴油机的燃油氧化过程，而且可以较好地反映着火滞燃期随各种因素的变化关系，比以往的描述着火滞燃期的经验模型更具有合理性和先进性。整个燃烧模型的计算结果及其与试验结果的对比还表明，本模型能够合理地预测柴油机的燃烧过程。

中心富燃料直流煤粉燃烧器燃烧及NO_(x)生成特性

为了提升直流煤粉燃烧器在促进煤粉着火稳燃及降低NO_(x)生成方面的性能,哈尔滨锅炉厂设计开发了一种中心富燃料直流煤粉燃烧器,通过设置两级煤粉浓缩并结合钝体回流及稳燃齿稳燃,强化煤粉浓淡分级燃烧、稳燃及降低NO_(x)生成效果,利用ANSYS Fluent数值计算方法获得该类型燃烧器的整体燃烧性能,通过调整风量配比系统研究了该燃烧器的气固流动、燃烧特性及NO_(x)生成特性。结果表明:一次风煤粉气流经两级浓缩后,可将大部分煤粉(占总煤粉量的80%~90%)浓缩于中间浓煤粉气流通道,浓煤粉气流喷出速度在12~16 m/s,能在燃烧器出口形成低速、富燃料区,促进煤粉气流的快速升温及着火,着火位置距燃烧器出口约300 mm。同时,稳燃板的设置可在燃烧器出口处形成2处对称高温回流区,对应回流区长度在160 mm附近。减小一次风量并增大二次风量,将降低挥发分的反应速率,延长CO及固定碳的反应时间,火焰高温区长度增大,且不利于抑制NO_(x)生成。而当增大二次风量同时减小燃尽风量时,高速二次风对煤粉气流的引射作用增强,为后续煤粉燃烧持续补氧,促进了后续煤粉的持续燃烧放热,同时由于空气分级燃烧效果进一步减弱,削弱了主燃区还原性效果,使NO_(x)质量浓度保持在237.3 mg/m^(3)(O_(2)体积分数6%)。通过该燃烧器基准工况下的NO_(x)生成特性可知,由于燃烧器出口高温回流区加低速富燃料区的共同作用,燃烧器出口形成贫氧富燃料的强还原性氛围,从而明显抑制NO_(x)生成,使NO_(x)质量浓度降至162.34 mg/m^(3)(O_(2)体积分数6%)。

椭圆锥稳燃器对煤粉火焰的稳燃作用

引入气固两相流的特性参数,从煤粉气流结构出发,分析了椭圆锥稳燃器对煤粉火焰的稳燃作用。

高温下乙醇/异辛烷混合物着火特性的反应动力学研究

为探究高温条件下在异辛烷中掺混乙醇对其着火滞燃期的影响,对乙醇/异辛烷混合燃料的自着火特性进行了实验和理论研究。通过反射激波管平台和数值模拟计算研究了异辛烷掺混不同摩尔分数的乙醇后在初始压力为0.2或1 MPa、温度范围为1 100 1 900 K、当量比为1.0下的着火特性和化学反应机理。研究结果表明,乙醇/异辛烷混合燃料的滞燃期随乙醇掺混量的增加和随压力的升高而减小,在高温下滞燃期随温度的升高而减小,且滞燃期的对数和温度的倒数近似呈线性关系。通过多元线性回归法拟合了滞燃期的Arrhenius公式,验证了 Nour Atef机理与本实验的吻合性;通过反应路径和滞燃期敏感性分析,从化学动力学角度可知,掺混乙醇对着火滞燃期的影响本质上是由于掺混乙醇产生的大量OH活性基促进了反应,从而缩短了混合燃料的着火滞燃期。

600MW“W”火焰锅炉新增卫燃带探析

介绍某滇东电厂在锅炉炉膛原有卫燃带的基础上,根据实际燃煤和锅炉运行、调峰情况,在下炉膛两侧墙新增敷设块状拼集形卫燃带进行改选的方法。

低温热解提质对褐煤半焦影响的研究

为研究低温热解提质对褐煤半焦的影响,选取一种锡林郭勒褐煤利用固定床反应器在250 ℃、350 ℃、450 ℃、550 ℃ 4个温度下进行热解提质处理,对不同提质温度下制得的半焦从煤质参数、表观形貌、粒径分布、官能团、着火燃尽特性等方面进行表征。结果表明:热解提质显著降低半焦中挥发分含量,提高煤阶;在提质温度为350 ℃时,煤焦颗粒开始发生明显破碎;醇、酚、醚类、羧酸等含氧官能团在350 ℃下开始脱除。热重分析表明,随提质温度升高,半焦着火点先降低再升高,在350 ℃时达到最低;在提质温度低于350 ℃时,煤焦破碎对于着火温度的影响起主要作用;而提质温度高于350 ℃时,挥发分含量对于着火温度的影响占主导。

基于可变气门定时策略的HCCI汽油机试验研究

在电控气口喷射四冲程单缸试验机上,利用特殊设计的小包角配气凸轮,通过负气门重叠角实现了由内部残余废气控制的汽油HCCI燃烧,详细研究了气门定时参数对HCCI燃烧的影响.结果表明,就进排气门定时比较而言,排气门关闭时刻对内部EGR率和负荷的影响更大,而进气门开启时刻对HCCI燃烧的影响相对较小.在进排气门相位对称条件下,随着气门重叠负角的减小,最大压力升高率增加,着火时刻提前,负荷也增大.随着转速的增加,内部EGR率增加,排气温度升高,着火时刻也提前.通过调整气门定时,在不需要进气加热的条件下,可在转速880～4 000 r/min,负荷0.25～0.75 MPa(pIMEP)的范围实现HCCI燃烧.

DRGEP联合PCA方法的详细机理自动简化

发展了基于误差传播的直接关系图形法(DRGEP)及主成分分析法(PCA)的简化复杂化学动力学机理的数值方法,通过对详细机理的二次简化,快速有效地去除其中冗余组分和反应。研究结果表明:DRGEP方法能够快速和高效地去除冗余反应和组分,而PCA方法主要是去除非重要反应,两者对于高温阶段的机理简化效果更好,在简化过程中,DRGEP和PCA算法阈值并非呈线性变化。由于每次简化均在误差可控前提下进行,研究从简化方法的角度入手,利用该机理自动简化方法对二甲醚的详细反应机理进行了简化,据此就激波管内二甲醚在高温高压氛围下的着火滞燃期进行预测分析及其计算结果试验验证,计算值与实测值吻合得较好,最大着火滞燃期相对误差控制在3%以内,表明该机理简化方法的有效性。