工质非线性变比热比不可逆Dual-Miller循环生态学目标函数优化

考虑工质非线性变比热比特性,存在气缸传热损失、活塞摩擦损失和其他内不可逆性损失,应用有限时间热力学理论分析和优化空气标准Dual-Miller循环性能,推导出了功率、效率和生态学目标函数等性能参数表达式,并由数值计算得到功率和效率与压缩比、功率与效率、生态学目标函数与功率和效率的特性关系,分析升压比和活塞冲程对各性能指标的影响,并分析比较各种不同优化目标下的性能特点。

包含多变过程的Dual-Miller循环有限时间热力学分析

建立了包含多变过程的空气标准Dual-Miller循环模型,其中包含2个多变过程、2个加热过程和两个放热过程。应用有限时间热力学理论分析其性能,导出了考虑传热损失时的输出功率、热效率表达式,通过数值计算,获得了循环功率与压缩比,效率与压缩比以及功率与效率之间的特性关系,分析了多变指数和预胀比对循环性能的影响。在特定条件下,所建立的模型可简化为其他不同的循环模型,获得结果具有一定的普适性。

具有非理想气体工质的内可逆Miller循环功率效率特性

应用有限时间热力学理论,研究非理想气体工质的内可逆Miller循环的最优性能,导出循环功率和效率与压缩比的一般关系。以循环功率和效率为目标函数,分析Miller循环比γM、传热损失系数B、循环最大温比τ和气体自由度d对循环特性的影响,比较非理想气体与理想气体不同比热模型条件下的性能差异。结果显示:随着γM增加,循环最大功率P_(max)和最大效率η_(_(max))增大,P_(max)对应的效率ηP_(max)先增大后减小,P_(max)对应的压缩比γP减小,η_(_(max))对应的压缩比γη先减小后增大;随着B增大,η_(_(max))、ηP_(max)和γη减小;随着τ和d增加,P_(max)、η_(_(max))、ηP_(max)、γP和γη均增大。比热模型对循环性能仅有定量影响,无定性影响;非理想气体比热模型条件下的循环功率和效率最小。

工质非线性变比热比内可逆Dual-Miller循环功率、效率和生态学函数优化

考虑工质非线性变比热比和传热损失,应用有限时间热力学理论分析和优化空气标准内可逆DualMiller循环性能。推导功率、效率和生态学函数等性能参数表达式,并通过数值计算得到了功率、效率、生态学函数与压缩比的特性关系;当设计参数取某些特定值时,比较了Dual-Miller循环与Otto、Dual和Miller循环的功率、效率和生态学函数等性能差异;分析了预胀比和Miller循环比对功率、效率、生态学函数等性能的影响。

Miller循环中速柴油机燃烧和排放特性的模拟

为探索某船用中速柴油机在Miller循环条件下的燃烧和NOx排放特性,采用三维CFD计算程序模拟该机的缸内工作过程,探讨充量温度、喷油定时和几何压缩比等参数对燃烧和NOx排放的影响。研究结果表明:随着充量温度的降低,滞燃期曲轴转角和最高压力升高率持续增加,而指示油耗率和NOx排放率都呈现先降低后升高的趋势;在较低充量温度下,延迟喷油定时对滞燃期曲轴转角的影响不太大,而增加几何压缩比可以有效缩短滞燃期曲轴转角,进一步降低NOx排放;综合优化上述参数,得到的最优方案使该型柴油机额定负荷NOx排放降低52.4%,且在所计算的曲轴转角范围内指示燃油消耗率基本保持不变。

Miller循环汽油机稀薄燃烧及排放特性分析

针对稀燃过程对增压Miller循环直喷汽油机燃烧及排放的影响进行了试验研究,分析了稀燃协同废气再循环(EGR)对汽油机油耗率的影响规律,结合透明发动机对缸内稀燃过程进行了可视化分析。结果表明:当过量空气系数(λ)为1.55时,油耗率降低约7%,继续增大λ油耗率反升;稀燃导致强Miller效应,空燃比扩展能力受限,对油耗率的改善程度减小;在λ升高初期,滞燃期每延长曲柄转角(CA)1°,10%~90%燃烧持续期对应延长CA 1°。增大EGR率及提高λ均能有效降低燃油消耗率,且当量燃烧模式下EGR率为14%,相当于稀燃模式下λ=1.35对油耗率的贡献程度;使λ达到1.27时,在相同EGR率14%条件下,稀燃模式比当量燃烧模式油耗率降低可达7.5%。

不可逆Dual循环的功率效率特性

用有限时间热力学的方法考虑空气标准 Dual循环 ,导出了存在摩擦及传热损失的空气标准 Dual循环的功率与压缩比、效率与压缩比以及功率和效率的最佳特性关系 ,同时由数值计算分析了摩擦和传热对循环性能的影响特点。

不可逆Miller循环的功率效率特性

用有限时间热力学的方法考虑空气标准 Miller循环 ,导出存在摩擦及传热损失的空气标准 Miller循环的功率与压缩比、效率与压缩比 ,以及功率和效率的最佳特性关系 ;同时由数值计算分析了摩擦和传热对循环性能的影响特点。结论包含了各种特定条件下不同循环的特性 。

摩擦对空气标准Dual循环性能的影响

建立一类空气标准Dual循环的不可逆模型 ,考虑压缩过程和做功冲程的有限时间特性和循环的摩擦损失对其性能的影响 ,推导出功率、效率与压缩比关系的解析式 .结合数值算例 。

天然气发动机应用Miller循环的仿真研究

为了提高天然气发动机的热效率，降低发动机NO。排放，本文提出将Miller循环应用于增压稀燃天然气发动机的技术路线。利用GT—Power软件对实验室现有增压天然气发动机建模，在转速2000～5000r·minll范围内，采用Miller循环进行部分负荷与全工况范围的仿真计算。计算结果表明：在部分负荷下，采用Miller循环的增压稀燃天然气发动机的BSFC、NO。体积排放浓度较采用Otto循环均有不同程度的下降。在全工况范围内，特别是低速大负荷与高速中等负荷工况下，采用Miller循环的增压稀燃天然气发动机的BSFC下降幅度较为明显；在低速大负荷及高速工况下，NO。排放降低幅度较明显。

具有非理想气体工质的内可逆Dual循环最优性能

基于有限时间热力学理论和前人建立的内可逆Dual循环模型,本文进一步考虑非理想气体工质比热模型,对循环的性能进行了研究,推导得到了循环功率和效率的基本优化关系,通过数值计算分析了传热损失系数(B)、预胀比(ρ)、单原子气体自由度(d)和循环最大温比(τ)对循环特性的影响,比较了不同比热模型条件下循环的性能差异.结果表明:随着τ和d增加,循环最大功率(P_(max))、最大效率(η_(max))、最大功率时对应的效率(ηP_(max))、最大功率和最大效率时对应的压缩比(γP)和(γη)均增加;随着B增加,η_(max)、和ηP_(max)均减小,γη不变;随着ρ增大,P_(max)、γP和γη先增大后减小,η_(max)和ηP_(max)增大;比热模型对循环性能不产生定性的影响仅产生定量影响,非理想气体比热模型条件下得到的P_(max)、η_(max)、ηP_(max)、γP和γη最小.本文所得结论对实际热机的设计有一定的参考意义.

深度Miller循环在增压直喷汽油机上的仿真和试验

为降低某款2.0-L直列四缸涡轮增压直喷(GDI)原型汽油机的油耗水平,研究了深度Miller循环(DMC)对油耗、动力和排放的影响。采用一维仿真、计算流体力学(CFD)和试验设计(DOE),分别优化了深度Miller的凸轮升程、相位和与凸轮匹配的高压缩比,分析了缸内滚流运动及喷雾特性,通过试验研究了深度Miller循环对汽油机的燃烧性能、泵气损失、燃油消耗率、动力、排放等方面的影响。结果表明:应用深度Miller循环后,发动机在中小负荷区域能够大幅降低燃油消耗率;搭载该机型的整车在新标欧洲循环(NEDC)下油耗减少4.1%。

基于Miller循环的缸内直喷汽油机性能研究

针对一款进气凸轮包角为190°CA的2.0 T GDI缸内直喷奥拓循环汽油发动机,采用BOOST软件建立了一维性能仿真计算模型,在对模型进行标定的基础上,仿真计算了150°CA、170°CA进气凸轮包角所实现的Miller循环发动机的动力性和经济性.研究结果表明,所建立的一维仿真计算模型能够较为精确的模拟缸内直喷汽油机的比油耗、功率及扭矩;采用150°CA、170°CA进气凸轮包角的发动机相比于190°CA进气凸轮包角的额定功率有所下降,且150°CA和170°CA进气凸轮包角需采用更高的增压比;随着进气凸轮包角的减小,外特性工况油耗依次上升,但部分负荷的油耗随着进气包角的减小而显著改善.

高温高负荷下Miller发动机扭矩提升的控制策略

为了解决Miller循环混动发动机在高温高负荷下爆震倾向明显增加而导致扭矩损失严重的问题,该研究通过台架试验,对进排气相位、喷油比例和喷油相位等关键控制参数进行了优化,并根据高温高负荷下发动机的工作特性,在发动机控制逻辑中引入温度修正。结果表明:进排气相位优化等措施成功抑制了爆震;优化后的发动机在1600 r/min高温全负荷工况下扭矩提升了18.5%;并且实现了对进排气相位、喷油参数和点火角的高温补偿,以及不同温度下控制参数的解耦,显著改善了高温高负荷下的动力性能衰减。

Miller循环对单缸柴油机性能的影响特性研究

利用GT-Power软件建立某型单缸柴油机的仿真模型,在此基础上通过改变进气门关闭时刻深入研究Miller循环对单缸柴油机综合性能的影响。研究结果显示,进气门延迟关闭角度为0℃A和5℃A时,柴油机的综合性能较佳。与进气迟闭角为0℃A时相比,进气迟闭角度为5℃A时的NOx排放最大会下降10.56%,输出扭矩也有所减少,但Soot排放和燃油消耗率有所增加,且Soot排放的增长率最大超过27.9%。

Miller循环深度对缸内直喷汽油发动机性能影响的研究

对一款2.0L增压缸内直喷汽油机进行了不同Miller循环深度的发动机试验研究。通过采用不同的进气包角和进气相位以实现不同的Miller循环深度,分别研究了152°CA和170°CA曲轴转角的进气包角在进气门开启(Intake Valve Open, IVO)或进气门关闭相位(Intake Valve Close, IVC)相同时,不同转速和负荷下的发动机比油耗变化。试验结果表明,发动机中、大负荷运行时,152°CA包角的比油耗相对于170°CA包角的油耗最高下降10%;而小负荷运行时,二者的油耗相当。可以得出结论,适度的Miller循环有利于发动机经济性的改善。

联合Miller循环和进气道喷水改善柴油机排放研究

基于某型单缸柴油机GT-Power模型研究联合Miller循环和进气道喷水,改善柴油机排放性能,并对相关参数进行了优化。当进气门延迟关闭角为5°CA,水油质量比为30%,喷水流量为10kg/h,喷水时刻为压缩上止点前300°CA时,柴油机的排放性能最好,此时NOX排放量最大减少11.43%,Soot排放量最大减少7.5%。最后用AVL-Fire软件验证了基于GT-Power模型优化结果的准确性。

内皮素对失血性休克鼠脑微循环的影响及尼莫地平、川芎嗪的治疗作用

利用大鼠颅骨开窗观察脑软膜微循环的方法研究了内皮素（ＥＴ－１）从１０－７～１０－１０Ｍ对脑软膜微循环的影响以及失血性休克时脑软膜对ＥＴ－１的反应性。并用１０－７Ｍ造成失血性休克后脑血管痉挛的模型，观察尼莫地平、川芎嗪、６５４－２内对皮素引起血管痉挛的治疗作用。结果显示：１０－９、１０－８、１０－７Ｍ三种浓度ＥＴ－１可使脑软膜小动脉、细动脉强烈收缩，收缩率分别为２７．７％、１６．８％、７８．５％，其收缩强度与ＥＴ－１的浓度有关。对静脉的作用不明显。１０－１０ＭＥＴ－１可使细动脉轻度扩张。出血性休克时，脑软膜血流明显减慢，小动脉、细动脉管径对ＥＴ－１的收缩作用更敏感，脑组织血流明显减少。尼莫地平具有较好的拮抗ＥＬ－１引起脑软膜动脉的收缩和改善局部微循环的作用。川芎嗪也能拮抗ＥＴ－１引起脑软膜动脉的收缩，但作用较尼莫地平弱。６５４－２不能缓解ＥＴ－１对脑软膜动脉的收缩作用。

一种用于双GM计数管的量程控制测量方法

实现双盖格-米勒(Geiger-Müller,GM)计数管量程扩展测量的关键是双GM计数管量程切换控制技术,该技术可使探测器自动选择合适量程的GM计数管进行测量。但是由于两种不同测量量程的GM计数管存在性能差异,传统的将测量量程分成两个区域的方法会导致双GM计数管在量程交叠区域内线性拟合度较低。为了提高双GM计数管在测量量程交叠区域内的线性度,提出了一种量程控制测量方法。该方法将测量范围划分为低量程、中量程以及高量程三个区间,并且还可在三个测量量程之间进行快速自动切换,其中在中量程测量中,分别将两个GM计数管获得的数据进行加权处理。采用^(241)Am源和^(60)Co源进行双GM计数管探测器电路测试,初步测试结果表明:设计的双GM计数管探测器可实现在三个测量量程区间内快速自动切换。同时,双GM计数管在剂量率交叠区域1000~10000μGy·h^(−1)中的线性拟合度得到改进,使得在251~25130μGy·h^(−1)的测试范围内,双GM计数管的测量线性度提高至0.9991,有效地提高了双GM计数管的整体测量线性度。

内可逆等温加热修正Miller循环功率效率特性

提出了一种对传统Miller循环改进后得到的新循环——等温加热修正Miller循环,应用有限时间热力学理论建立了内可逆等温加热修正Miller循环模型,得到了循环功率与压缩比、效率与压缩比和功率与效率的关系曲线,分析了循环最大温比、预胀比、修正Miller循环比和传热损失对循环性能的影响,并将修正前后的Miller循环性能进行了对比。结果表明:循环的功率与压缩比和效率与压缩比的关系曲线为类抛物线型,功率与效率的关系曲线为扭叶型;随着循环最大温比、预胀比和修正Miller循环比的增大,循环性能显著提升;修正Miller循环性能明显优于传统Miller循环性能。