预混比对乙醇/柴油RCCI排气颗粒物化学成分的影响

通过对一台六缸重型柴油发动机进行改装,进行乙醇/柴油活性控制压缩点火(reactivity controlled compression ignition,RCCI)试验,分析预混比(premix ratio,R_(p))对乙醇/柴油RCCI排气颗粒物化学成分的影响。结果表明:RCCI颗粒物元素组成主要包括C、O、Si元素,还检测出微量金属Zr;随着R_(p)的增加,RCCI颗粒物C和O元素均增加,Si和Cu元素均减小,Zr元素减少至消失。本文的研究结果有助于加深对RCCI颗粒物化学成分生成理论的理解,为减少RCCI颗粒物排放提供技术支撑。

进气压力、预混比和喷油定时对低负荷活性控制压燃燃烧与排放特性的影响

通过在六缸重型柴油机上进行汽油/柴油活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)燃烧模式的试验,探究了不同喷油定时(start of injection,SOI)、进气压力(inlet pressure,IP)和预混比(premixing ratio,PR)对低负荷RCCI柴油机燃烧与排放特性的影响.结果表明:在燃烧特性方面,随着SOI的提前,第一阶段放热率峰值逐渐增大,对应相位同步提前,滞燃期和缸内平均温度峰值增大;IP的增加会导致滞燃期和缸内平均温度峰值减小;而PR增大使压力升高率峰值和最大累积放热量均降低.在气体排放方面,碳氢化合物(hydrocarbon,HC)与CO排放整体上随着SOI的提前而降低,NO_(x)排放随SOI的提前而增加;HC与CO的排放会随着IP和PR的增加而增加,但PR的增大会使NO_(x)排放减小,且随着SOI的提前,减小幅度先减小再增大.在颗粒物排放方面,核态颗粒物数量浓度随SOI的变化规律不明显,PR较大时IP几乎对核态颗粒物数量浓度没有影响;聚集态颗粒物数量浓度随SOI的变化稍显复杂,在较大PR下,增大IP会使聚集态颗粒物数量浓度减少,且减少幅度随SOI的延迟而变大;与聚集态颗粒物数量浓度相比,在较大PR下IP对减少颗粒物总质量浓度的影响程度更强,但在较小PR下无影响.

预混比和喷油定时对异丁醇/柴油RCCI燃烧与排放特性的影响

通过在一台六缸增压柴油机上进行了异丁醇/柴油双燃料活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)的试验,探究了异丁醇作为低活性燃料在不同的预混比(premixing ratio,Rp)和喷油定时(start of injection,SOI)下对发动机燃烧和排放特性的影响。结果表明,随着SOI的提前,点火延迟(ignition delay, ID)延长,放热率峰值(maximumheat release rate,HRRm)先增大后减小;在排放方面,THC和CO的排放水平降低,NOx呈现先升高后降低的趋势,而在 Rp=30%~50%时,颗粒物(particle matter,PM)的排放呈现先降低后升高的变化,当 Rp=60%时则只表现出了降低的趋势。此外,随着异丁醇Rp的增加,ID和燃烧持续期(combustion duration,CD)都增长,HRRm降低;在排放方面,THC和CO排放升高,NOx排放降低,而PM排放在 Rp=30%下具有最高的水平,Rp=40%和 Rp=50%时则都显示出较低的水平,而在 Rp=60%下整体有所升高。此外,粒径分布显示 3~30 nm 的核态颗粒物(nuclear particle matter,PMN)排放数量最高,但质量占比非常小。而在PM排放质量分布中,主导的PM是粒径为 30~500 nm 的积聚态颗粒物(accumulatedparticle matter,PMA)。

二甲醚预混比对预混压燃发动机性能影响的试验研究

在一台由2105柴油机改装成的预混压燃(PCCI)发动机上研究了二甲醚(DME)预混比对燃烧、排放特性以及燃油经济性的影响。结果表明,随着DME预混比的增大,PCCI发动机燃烧始点前移,缸内最高燃烧温度和最大爆发压力均逐渐增大,压力升高率曲线由2个波峰发展成3个波峰,最大压力升高率随着DME预混比的增加先增大后减小再增大,放热过程由2个阶段发展到3个阶段,放热率曲线整体前移,累积放热率逐渐增大且迅速升高的位置前移,整个燃烧持续期逐渐缩短,NOx和碳烟排放量降低,当量燃油消耗率逐渐下降,有效热效率逐渐升高。

DME预混比和柴油供油提前角对PCCI发动机性能影响

在一台2105柴油机上采用进气道预混DME一缸内直喷柴油的复合方式实现PCCI燃烧,研究了DME预混比和柴油供油提前角对预混合压燃(premixed charge compression ignition,PCCI)发动机燃烧、排放特性和燃油经济性影响。研究结果表明:随DME预混比增加,PCCI发动机燃烧始点逐渐前移,缸内压力峰值增大,放热过程由两阶段放热变成三阶段放热,且放热率曲线整体前移,NO_x、碳烟排放和当量燃油消耗率均降低,而CO和HC排放及有效热效率均逐渐升高;随柴油供油提前角增大,PCCI发动机燃烧始点相应提前,缸内压力峰值逐渐增大,放热过程由三阶段放热变成两阶段放热,NO_x排放大幅升高,碳烟排放明显下降,CO和HC排放及当量燃油消耗率先下降后增加,而有效热效率则先升高后降低,

小型高效气动立式预混装置异形桨叶工作特性研究

为解决某交联剂在预混时溶解慢、易挥发、对操作人员危害大等问题,开发了一套采用单轴异形桨叶的可远程控制的小型高效立式气动预混装置。通过有限元方法计算了四种搅拌叶片的流场特性,分析了异形桨叶和其他三种常用桨叶的总体流型、速度流线分布。结果表明,在预混转速为45 rpm时,异形叶片可实现交联剂径向流动,使旋转中心的交联剂充分混合,有效防止中心死区的出现,展现出良好的预混性能,预混时间由人工预混的6 h缩短为2 h,乙腈溶液挥发量减少了60.8%,有效解决了交联剂挥发和挂壁析出问题,提高了交联剂的预混效率。

长直管道预混气体爆燃波系演化过程研究

为减少工业场所可燃气体生产、运输和储存过程中气体爆炸事故的发生,利用自主搭建的200 mm×200 mm×35 m方形管道和直径为90 mm、长度为10 m的圆形管道,在相同的初始条件下,运用体积分数为9.5%的甲烷/空气预混气体开展爆炸试验,结合压力、火焰传感器对其进行研究。结果表明:2种不同尺度、不同截面的管道中波系演化过程是相同的,点火后火焰由层流向湍流转变,火焰加速导致压缩波相互追赶,最终形成强激波;速度在2种长直管道中的变化趋势相同,都经历了加速—减速—再加速—再减速的过程,方管和圆管中火焰速度最大分别达到69和35.7 m/s,第一道压缩波经壁面反射后压力上升至117%和114%;当反射波与火焰阵面耦合作用时,方管和圆管中火焰速度分别降至73%和93%;体积分数相同的条件下,2种长直管道中第一道压缩波的最大压力值相近,方管中为65.45 kPa,圆管中为67.09 kPa。

甲烷-空气预混区外含钾细水雾抑爆特性研究

为了解含钾细水雾在综合管廊燃气泄漏场景下的抑爆能力,采用自制的爆炸试验系统,开展含添加剂细水雾位于甲烷-空气爆炸区域外的抑爆试验,分析纯水及草酸钾、碳酸钾、氯化钾3种含钾化合物细水雾对9.5%甲烷-空气爆炸超压与过火范围的影响。研究结果表明:纯水细水雾的临界抑爆雾化质量浓度区间为320~480 g/m^(3);含草酸钾条件下超压下降率随质量分数增加呈现正态累积分布函数(NormalCDF)变化,最佳抑爆质量分数为10%;当雾化质量浓度为480 g/m^(3)、雾滴D32为61.7μm、化合物质量分数为10%时,对应抑爆能力均大于纯水细水雾条件,其中,含草酸钾抑爆能力最强,其次为碳酸钾与氯化钾,峰值超压下降率较纯水细水雾条件分别提高2.32、1.88与1.53倍,过火范围分别缩减46.7%、40%与13.3%。相较于碳酸钾与氯化钾条件,爆炸气体预混区域外含草酸钾细水雾能够吸收更多的爆炸热量、消耗更多的活性自由基。

有机固体废弃物热解气掺氨预混旋流火焰结构研究

由于有机固废热解产生的热解气热值较低,在一些燃烧器中无法燃烧,故采用旋流和掺混无碳燃料氨气的燃烧方式,以增强热解气燃烧的稳定性并减少碳排放.采用化学发光法对火焰结构进行了实验研究,基于CCD摄像系统,获得了不同当量比和掺氨比下热解气/氨气/空气预混旋流火焰中OH^(*)的化学发光分布.结果表明,不同类型热解气的旋流火焰形态结构差异较大;当量比增加到φ≥1时,OH^(*)辐射强度增强;掺氨使得热解气燃烧极限范围变窄,氨气的添加不仅会抑制OH^(*)自由基的产生,且会对火焰结构产生影响.

连续法制备短切石英纤维/酚醛树脂预混料的固化反应动力学及其模压制品性能

采用连续浸胶法,使用自制的压辊式浸胶槽制备了短切石英纤维/酚醛树脂预混料,通过红外光谱法(FT-IR)、热重分析法(TG)和差示扫描量热法(DSC)对预混料进行了表征,并研究了其固化反应动力学。结果表明,溶剂乙醇影响石英纤维的浸胶过程,连续法制备的石英纤维/酚醛树脂预混料能够降低乙醇的影响;预混料的固化工艺参数为:凝胶温度108.40℃,固化温度183.04℃,后处理温度264.47℃;固化反应级数为0.95,固化反应动力学模型为:dα/dt=Aexp(-ΔE/RT)(1-α)n=4.3×10^(12)exp(-140.74/RT)(1-α)0.95。使用模压法对所制备的预混料进行压制,得到石英纤维/酚醛树脂复合材料的模压制品,该模压制品在800℃下的质量残留率为82.3%,拉伸强度为58 MPa,断裂伸长率为0.353%,剪切强度为105 MPa,线烧蚀率为0.088 mm/s,烧蚀表面形貌未见异常,结果表明采用连续法制备的石英纤维/酚醛树脂预混料的模压制品具有较好的耐热性、烧蚀性和力学性能。

正十六烷引燃甲烷预混合气可视化实验研究

为探究环境温度、甲烷预混时间以及引燃燃料喷射压力对正十六烷引燃甲烷预混合气着火及火焰传播特性的影响,本文利用高速摄影技术及阴影拍摄方法,基于定容光学测试系统进行了可视化实验。研究结果表明:提高环境温度,引燃燃料滞燃期缩短,火焰发展速率增加并出现主燃区外预混合气局部着火;预混时间较短时,燃烧产生的碳烟较多,火焰发展速率随混合时间的增加而减小,当预混时间较长时,火焰发展速率趋于稳定;提高引燃燃料喷射压力,引燃燃料喷雾贯穿距离增大,滞燃期缩短,起始着火点位置发生变化,火焰发展速率增加。

预混预蒸发正庚烷湍流火焰结构的实验研究

采用预混伴流射流燃烧器(PPJB)研究了初始温度400 K的预蒸发正庚烷/空气混合物在薄反应区的湍流火焰结构.采用热线风速仪标定冷态湍流流场,CH-PLIF测量湍流火焰反应区结构,共振OH-PLIF测量湍流火焰结构特征.结果表明:高湍流条件下,反应区厚度在不考虑三维效应时最大厚度为层流火焰厚度的1.6倍,其可支持薄反应区理论对预蒸发液体燃料湍流火焰的适用性.火焰面褶皱比和湍流燃烧速度的增加与湍流强度的提升不匹配.通过对火焰面曲率和平均火焰面密度的分析,发现高湍流条件下,褶皱尺度、大小和数量变化不大.一方面,湍流可能会减弱非均匀扩散造成的差异;另一方面,更可能是由于对褶皱结构的不完全捕捉和对3D效果的忽视而引发对火焰褶皱的低估.

预混火焰中热声振荡非线性特征的实验研究

针对旋流预混火焰热声不稳定性开展了实验研究.主要关注当量比对热声振荡系统非线性动力学行为的影响规律.实验结果表明,随着当量比从贫燃向富燃增大,火焰发生了Hopf分岔,火焰也经历了稳定燃烧、准周期振荡(拍振)、极限环振荡、准周期振荡以及稳定燃烧的模态转变过程.长燃烧室中火焰宏观结构的转变伴随着火焰动态模式的改变.当发生极限环振荡时,声压-火焰-涡流耦合作用致使反应区表现出大幅度的周期对流运动.

乙醇/甲烷/氢气预混气体爆炸特性研究

为了进一步了解C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2)预混气体的爆炸特性,在定容燃烧弹内对不同当量比(0.7~1.4)、不同初始温度(370,400,450 K)、不同乙醇掺混比例(20%,50%,80%)的C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2)预混气体的爆炸特性进行实验研究及分析。结果表明:爆炸压力峰值与初始温度呈线性负相关,与乙醇掺混比例呈线性正相关;随着当量比的增大,爆炸压力峰值和最大爆炸压力上升速率均呈现先增大后减小的规律,其峰值出现在当量比为1.2或1.3处,而爆炸时间呈现先降低后略有增大的规律;相同初始温度下,随乙醇掺混比例的增大,预混气体放热量增大,在当量比为1.2时达到峰值。

“3+1”方案与预混胰岛素治疗2型糖尿病的临床比较

目的分析2型糖尿病应用“3+1”方案与预混胰岛素治疗的临床效果。方法选取2022年8月—2023年8月滨州医学院附属医院全科医学科收治的88例2型糖尿病患者为研究对象,根据治疗方法不同分为参照组与观察组,各44例。参照组给予预混胰岛素治疗,观察组给予“3(早、中、晚餐前门冬胰岛素30皮下注射)+1(睡前甘精胰岛素皮下注射)”方案治疗,对比两组血糖指标[空腹血糖(fasing plasma glucose,FPG)、餐后2 h血糖(2-hour postprandial plasma glucose,2 hPG)、糖化血红蛋白(glycated hemoglobin A1c,HbAlc)]水平、血糖波动情况[血糖水平标准差(standard deviation of blood glucose level,SDBG)、餐后血糖波动幅度(postprandial glu-cose fluctuation amplitude,PPGE)、四分位血糖波动范围(interquartile range of glucose fluctuation,IQR)、变异系数(coefficient of variation,CV)]、血糖达标时间、胰岛素用量、低血糖发生率。结果治疗后,两组血糖水平均低于治疗前,且观察组低于参照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。相较于治疗前,两组治疗后SDBG、PPGE、IQR均降低,CV增大,且与参照组比较,观察组治疗后SDBG、PPGE、IQR更低,CV更大,差异有统计学意义(P均<0.05)。观察组胰岛素用量少于参照组,血糖达标时间短于参照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。观察组低血糖发生率低于参照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论“3+1”方案治疗2型糖尿病的临床效果优于预混胰岛素,能够降低血糖水平,加快降低血糖水平,安全性高。

全预混紧凑缝隙式水冷燃气锅炉燃烧特性模拟

为解决传统燃气锅炉污染物排放量高、体积大等问题,研发了一种全预混冷凝式燃气锅炉,采用并排的水冷板翅插合形成燃烧器头部及冷凝换热段,二者之间设为炉膛,锅炉本体采用挤压铝工艺一体化成型,结构紧凑、换热能力强、耐腐蚀、工艺简单、成本低。由于模型对称,对其基础单元的流场、温度场、火焰长度及污染物排放特性进行数值模拟研究,并通过燃烧实验对模拟结果进行验证。结果表明,该燃气锅炉在12~24k W的热负荷范围内流场均匀,易于点火和稳定燃烧。钝体与火孔出口之间的距离为4mm、钝体宽度为1.0mm、过量空气系数为1.2、燃烧室长度为120mm,满负荷24k W燃烧时,锅炉排放的NOx<95mg/m^(3),CO<50mg/m^(3),锅炉本体尺寸仅为229mm×251mm×60mm,实现了燃气锅炉的超紧凑低排放,对全预混水冷燃气锅炉的节能减排及低碳设计、改造具有重要的现实指导意义。

航改燃机多点喷射贫预混燃烧室燃料分级实验研究

为保证多点喷射贫预混燃烧室在50%~100%载荷工况范围的NO_(x)和CO排放量满足排放标准,本文实验研究了燃料分级数及不同工况、进口压力、进口温度下燃料分级比例对七喷嘴燃烧室NO_(x)和CO排放的影响规律。结果表明:主模燃料不分级方案,50%~60%载荷工况CO排放量较高而不满足排放标准;主模燃料分两级方案,50%~100%载荷工况范围内NO_(x)和CO排放量均满足f_(NOx)≤25×10^(-6),fCO≤50×10^(-6)(@15%O_(2))的排放标准,且70%工况是打开主模第二级燃料的过渡工况点。另外随着进口压力和温度升高,能同时满足NO_(x)和CO排放标准的R_(pilot)(副模燃料质量流量与总燃料质量流量之比)范围逐渐缩小,且NO_(x)排放量与进口压力关系为F_(NOx)∝p30.44。因此采用主模燃料两级分级方案且适当调节R_(pilot),本文多点喷射贫预混燃烧室NO_(x)和CO能满足目前航改地面燃机燃烧室排放要求。

基于预混滞止火焰合成的纳米SnO_(2)气敏性能研究

采用预混滞止火焰合成二氧化锡(SnO_(2))纳米颗粒,分析其物相、微观形貌。与化学合成SnO_(2)相比,火焰合成SnO_(2)粒径更小,仅53nm左右,且粒径分布窄,分散性强。将2种方法合成的SnO_(2)制作成传感器,研究两者对乙烯(C_(2)H_(4))的响应情况。结果显示,在500×10^(-6)C_(2)H_(4)下,火焰合成SnO_(2)的最大响应值为5.82,是化学合成SnO_(2)的2倍多。火焰合成SnO_(2)最佳工作温度为400℃,比化学合成SnO_(2)最佳工作温度低60℃。随着C_(2)H_(4)体积分数增加,火焰合成SnO_(2)的响应值增大,并与化学合成SnO_(2)的差距越来越大。SnO_(2)的响应速度随气体体积分数增大先降后升,最后达到稳定值,其中火焰合成SnO_(2)相比化学合成SnO_(2)在达到稳定值时,响应时间减少了2~3s。探究其响应机理,火焰合成SnO_(2)提高气敏性能主要得益于颗粒尺寸的缩小。

功能性预混料对断奶仔猪生长性能的影响及初步机理探讨

试验旨在探索3种功能性预混料对早期断奶仔猪生长性能、血清抗氧化水平、炎症因子以及免疫球蛋白的影响。将144头体质量接近、健康状况良好的三元杂交21日龄断奶仔猪随机分为4组,每组6个重复,每个重复6头仔猪。其中Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组为试验组,分别在基础日粮中按照1 kg/t添加3种功能性预混料;Ⅳ组为空白对照组,饲喂基础日粮。试验期28 d,在0 d、14 d、28 d时分别测定各组仔猪日增重、料肉比、血清抗氧化指标、炎症因子水平和免疫球蛋白含量。结果表明,与Ⅳ组相比,Ⅱ组仔猪的体质量、日增重、日采食量、饲料报酬均显著提高(P<0.05);Ⅰ组、Ⅱ组仔猪两周内血清过氧化氢酶含量显著降低(P<0.05);3个试验组仔猪两周内血清免疫球蛋白含量及IL-6、IL-8、TNF-α水平均显著降低(P<0.05)。3个功能性预混料产品均能改善断奶仔猪的生长性能,其中,Ⅱ组的效果优于另外两个试验组,其作用机理可能是降低炎症水平。

德谷门冬双胰岛素治疗预混胰岛素控制不佳的2型糖尿病的临床效果

目的观察德谷门冬双胰岛素治疗预混胰岛素控制不佳的2型糖尿病(T2DM)的临床效果。方法选取2022年7月—2023年6月柳州市柳铁中心医院内分泌科收治的预混胰岛素控制不佳的T2DM患者80例,采用随机数字表法分为观察组和对照组,每组40例。观察组应用德谷门冬双胰岛素治疗,对照组应用门冬胰岛素+地特胰岛素治疗,2组持续治疗12周后比较治疗前后糖化血红蛋白(HbA_(1c))、空腹血糖、三餐后2 h血糖水平及治疗期间低血糖发生率、治疗结束时每日胰岛素注射总次数、每日胰岛素总剂量。结果治疗12周后,2组患者HbA_(1c)、空腹及三餐后2 h血糖水平均低于治疗前(P<0.01),但组间比较差异无统计学意义(P>0.05);2组总体低血糖发生率、夜间低血糖发生率比较差异均无统计学意义(P>0.05);治疗结束时,观察组每日胰岛素注射总次数、每日胰岛素总剂量均低于对照组(P<0.01)。结论对于预混胰岛素控制不佳的T2DM患者,德谷门冬双胰岛素降糖效果好,且低血糖发生率低,胰岛素注射总次数、总剂量相对较少。