火灾环境下航空地毯燃烧特性及火灾危险性评估

为了探究民航客机用航空地毯材料的燃烧特性,结合锥形量热仪试验数据研究其在不同火灾环境下的燃烧特性,并且采用3种评价指标对材料的火灾危险性进行评估。结果表明:材料的热释放速率(Heat Release Rate,HRR)曲线只有1个增长峰,热辐射强度从20 kW/m^(2)增至50 kW/m^(2)时,材料燃烧的热释放速率峰值从233.16 kW/m^(2)增至349.55 kW/m^(2),质量损失速率随辐射强度增加而增加;燃烧过程中CO生成量随辐射强度增加而增加,CO_(2)生成量在较高辐射强度影响下随辐射强度的增加而增加;通过燃烧点燃模型得到航空地毯材料的理论临界热流为3.57 kW/m^(2);热辐射强度的变化对航空地毯的火灾危险指标影响较大。

基于压力比管理模型计算柴油机燃油的已燃质量分数

针对传统计算柴油机燃烧放热率方法的不足,提出根据示功图建立压力比管理模型来计算柴油机已燃质量分数,再通过已燃质量分数、循环喷油率以及燃油的低热值求得燃烧放热率的方法。该方法不需要进行微分积分运算,且不需要对气缸的传热过程进行分析,大大加快了计算效率,同时具有较好的精度。通过公式推导,提出一种确定韦伯函数叠加个数的方法,确定精确模拟柴油机燃烧过程所需的韦伯函数个数,避免模拟过程中出现计算过于复杂或准确性不足的问题。

飞机货舱轰燃规律的试验研究

为研究飞机货舱火灾发展至轰燃的内在规律,在1/4体积标准飞机货舱内开展了一系列火灾轰燃试验。以单壁瓦楞纸箱被引燃作为轰燃发生的判据,研究了油盘尺寸和燃料种类对轰燃的影响,通过对货舱上部热烟气层平均温度、地板所受辐射热通量、燃料热释放速率及烟气体积分数的分析,探讨了轰燃发生的临界条件和表现形式。结果表明:油盘尺寸的增大提高了轰燃发生的可能性和轰燃的剧烈程度,在达到引发轰燃所需的临界油盘尺寸后,继续增大油盘尺寸会使轰燃发生的时间提前;引发飞机货舱轰燃所需的临界条件为,上部热烟气层平均温度达到456℃,地板所受辐射热通量达到14.3 kW/m2;此外,通过对轰燃所需的临界油盘尺寸与燃料热物性参数的拟合,发现轰燃所需的临界油盘尺寸正比于燃料的蒸发热,反比于燃料的燃烧热。

高压共轨电控直喷式柴油机喷油规律和放热规律对燃烧噪声的影响

直喷式柴油机应用高压共轨电控喷油系统,分析了不同的共轨压力、喷射定时参数和预喷射与气体最高燃烧压力、最大压力升高率及压力升高加速度的关系,探讨了在一定的转速下,放热规律对燃烧噪声的影响.结果表明,预喷射在一定的转速、不同的负荷工况下对燃烧过程和放热率曲线有明显的影响,放热率峰值及作用时间对压力高频振荡及燃烧噪声有明显的作用.

EGR温度对涡轮增压柴油机燃烧和排放的影响

用试验的方法研究了 EGR温度对缸内压力、燃烧放热规律、燃烧温度以及 NOx 排放等参数的影响。结果表明 ,对 EGR进行冷却可以降低燃烧初期的压力升高率和峰值压力。低的 EGR温度可以延长燃烧滞燃期 ,增大预混合燃烧阶段燃烧的燃油比例 ,缩短燃烧持续期 ,降低最高燃烧温度 ,从而降低 NOx 的排放 ,同时可以降低碳烟的排放 ,提高燃油经济性。

增压直喷汽油机起动怠速及混合气浓度对微粒排放的影响

在一台增压直喷(GDI)汽油机上,使用快速微粒光谱仪(DMS500)对排气中微粒排放分布进行了实验研究.结果表明:在发动机起动后数秒内微粒排放较高,随着暖机进行积聚态微粒排放减少,热机怠速工况排气微粒主要以核模态为主.随着过量空气系数λ减小缸内峰值压力增加,燃烧持续期缩短,缸内平均温度升高,燃烧后期缸内温度下降幅度增加,混合气氧含量降低,这些均促进了碳烟排放.采用稀混合气时,循环变动升高.低负荷时,积聚态微粒对λ变化较敏感;增加负荷和转速后,积聚态微粒数浓度有所降低,表现为随λ减小而增加的趋势.采用浓混合气时,排气微粒质量迅速增加.在实验工况,排气微粒的几何平均直径(GMD)和中位直径(CMD)基本在10,nm以内,λ为0.8时微粒的GMD和CMD值较大.

内燃机燃烧放热率的典型特征参数对比以及对热-功转换效率的影响

基于汽油机多种工况的燃烧放热规律与指示热效率的实测结果,对评价内燃机热功转换过程相位的4种典型燃烧特征参数进行了分析与对比,指出了某些特征参数在结论方面的偏颇之处,并对原因进行了分析.研究表明,从指示热效率的角度来看,放热规律曲线面心值位置并不是越靠近上止点越好,有效膨胀比值也不是越大越好;而对于单一评价参数,如50%放热量或最高爆发压力所对应的曲轴转角位置,其评价指标没有唯一性.相对而言,采用有效膨胀比评价发动机的燃烧是最合理的.

地铁火灾场景设计的初步研究

现阶段地铁火灾研究的主要工具是计算机模拟,而模拟计算结果准确与否很大程度上取决于火灾场景选取得是否恰当。本文通过对地铁站内的可燃物状况和已发生地铁火灾情况的仔细调查与分析,设定出了几种典型的地铁火灾场景,为地铁火灾模拟计算提供了依据。

放热率对效率的影响及对HCCI燃烧负荷限值评测

基于理论循环和校准后的GT-Power模型研究了燃烧放热率对车用发动机热效率、最高燃烧压力、压力升高率及能量分配的影响规律。理论循环研究表明热效率仅取决于加热时刻相对于上止点的角度,与上止点前后无关,即加热时刻所对应的热效率关于上止点具有对称性。GT-Power模拟研究表明:实际循环中由于传热、摩擦损失的增加使得放热率对应热效率沿上止点不对称,持续期越长、重心越偏离上止点不对称性越明显;对于HCCI燃烧模式,由于放热持续期很短、且靠近上止点,即使完全在上止点前燃烧其热效率也较高;均质、低温、稀燃燃烧模式,由于加热量直接决定缸内温度及传热量,其负荷拓展受到理论上的限制。

汽油机废气滚流分层技术燃烧放热规律的研究

对于采用废气分层技术的发动机,经常需要进行整机性能和工作过程优化。在优化过程中,一般采用经验的燃烧热力学模型。为了能够利用现有的计算软件或程序,并获得较高的模拟计算精度,对新型的燃烧系统,需要进一步发展更合适的计算模型。针对所研究的废气滚流分层技术,提出了一个燃烧比速率的零维单区双曲线模型。该模型采用了单区模型的思想,且采用两条曲线分别描述新鲜气层和废气层的燃烧速率。试验结果表明,该模型对废气分层技术的燃烧特点,能够做出有效的预测,且没有增加计算工作量。

PVC电缆全尺寸燃烧试验与数值模拟研究

在利用锥形量热计测试方法获得电缆燃烧热、点燃温度等火灾数值模拟参数基础上,利用FDS数值模拟软件对电缆全尺寸试验平台电缆燃烧试验进行模拟。对比模拟结果与试验结果发现,热释放速率、温度等参数吻合较好。热释放速率到达峰值时间试验值为231s,模拟值为243 s;热释放速率峰值试验值为53 kW,模拟值为55 kW。研究表明,利用数值模拟对电缆燃烧过程进行精确模拟是可行的。

双燃料发动机燃烧放热模型的应用

提出了一个描述双燃料发动机燃烧特性的多区放热模型,模型将气体燃料的燃烧和引燃柴油的燃烧分别进行考虑,建立了由实测示功图求解双燃料发动机放热率的微分方程式,开发了计算双燃料发动机燃烧放热规律的软件,并在一台生物制气-柴油双燃料发动机上与传统柴油机放热率计算模型进行了试验验证和对比.研究和试验结果表明,用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值偏大,所计算的缸内工质平均温度偏高,新模型计算的结果与实际情况更为吻合.

生物制气—柴油双燃料发动机放热规律试验研究

采用气化炉热解气化各种农林废弃的生物质,产生可燃生物制气,用作为以柴油引燃的双燃料发动机的主要燃料。测量生物制气-柴油双燃料发动机气缸压力,计算分析放热规律。双燃料发动机与燃用纯柴油时的发动机相比,燃烧始点延迟,最大燃烧压力降低,最大放热率和排气温度增加,后燃较严重。负荷增大时,双燃料发动机燃烧始点提前,最大燃烧放热率增高,最高燃烧温度升高,后燃较严重。供油提前角提前时,后燃减小,燃烧过程明显改善。

漏气率对柴油机性能的影响

本文采用模拟漏气的实验方法研究了缸内气体泄漏时柴油机功率、油耗率的影响。并对不同漏气率时燃烧放热过程中的滞燃期、放热率及其峰值、最大累积放热百分率进行了分析，并指出缸内漏气对柴油机性能的影响。

柴油机新型双卷流燃烧系统混合与燃烧机理研究

本文提供了新型ＤＳＣＳ（双卷流燃烧系统）的结构和原理，其核心是在ＤＳ燃烧室内，燃油射流触脊、分裂并呈双卷流进行混合与燃烧。在自制的燃油喷雾模型试验装置上，采用油－油喷射技术，对燃烧室模型内的燃油射流流动过程进行高速摄影，并对多种试验方案的拍照结果进行分析。模型试验表明，ＤＳＣＳ中燃油射流流程可细分为４个阶段，采用了新机理、新理论进行混合与燃烧。单、多缸机试验表明ＤＳＣＳ节油率高，静、动载荷低，排温低，烟度低，具有较理想的放热规律，理论和应用都有良好的发展前景。

汽油机非稳定加速工况燃烧放热率计算模型的修正

要对发动机非稳定工况实施最优控制 ,就应对其在非稳定工况下的工作过程做深入的研究。求取燃烧放热率是进行燃烧过程优化研究的基本手段 ,但在迄今为止的各种燃烧分析仪中 ,给出的多为稳定工况分析结果。作者依据 492 Q汽油机加速过程的试验结果 ,修正了汽油机燃烧放热率计算的热力学模型 ,使之适用于非稳定工况。最后 ,通过实测示功图分析了 492

100号航空汽油池火燃烧特性试验研究

从燃烧速率及热释放速率、火焰脉动特征、热辐射特性等方面研究了100号航空汽油池火的燃烧特性。通过电子天平实时采集数据并进行处理得到池火燃烧速率,利用全尺寸热释放速率测量系统测量池火热释放速率,通过图像处理技术对池火脉动特征进行分析,通过在火焰一定距离处布置热流计得到池火热辐射特性相关参数。结果表明:100号航空汽油池火稳定燃烧速率大于普通汽油燃烧速率,最大燃烧速率和衰减因子均大于普通汽油参数值;小尺寸池火热释放速率不稳定,随着油池尺寸的增大,热释放速率稳定性增强;池火火焰周期性脉动现象非常明显,脉动频率试验值与Pagni公式预测值接近;在油池液面高度产生的辐射强度随着无量纲距离L/D的增大呈指数衰减,拟合得到的曲线公式所对应参数值与油盘等效直径呈线性关系,通过此关系得到100号航空汽油池火热辐射统一方程。

柴油发动机富氧燃烧理论分析

对柴油发动机的燃烧过程进行分析,建立燃烧的热化学动力学模型。通过对燃料燃烧的放热效率及燃烧生成物进行分析,进而对柴油发动机富氧燃烧的可行性进行理论分析。

喷油规律曲线形状对柴油机燃烧过程影响的仿真分析

基于多维数值模拟的方法,研究了4种典型的喷油规律曲线形状对直喷式高强化柴油机燃烧过程的影响规律,通过分析滞燃期、放热率形状、预混燃烧及扩散燃烧放热量分配比例、燃烧重心等,得到结论:矩形喷油规律的滞燃期最短,最先着火,斜坡形喷油规律的滞燃期相对最长;矩形和梯形喷油规律对应的预混燃烧阶段放热量占得比例较大,燃烧重心更接近于上止点(TDC),燃烧的等容度高,循环热效率高,斜坡形和楔形喷油规律预混燃烧阶段放热量占得比例较小。

基于自燃放热规律的发动机爆震分析研究

在一款四缸汽油机上分别采集不同工况下正常燃烧与爆震时的缸压曲线,利用自主研发的燃烧分析软件,对燃烧放热率的频谱图和时频图进行分析。从频谱图中发现在特定频带（300~2 000Hz）内,爆震时的能量比正常燃烧时的能量高;并从时频图中发现此频带内的能量包含了爆震时燃烧室末端混合气自燃释放的大部分能量。将这部分能量用带通滤波后的放热率积分值（integral of heat release rate,IHRR）表示,用于表征爆震强度;并将IHRR与广泛采用的爆震强度评价指标压力振荡最大幅值（maximum amplitude pressure oscillation,MAPO）进行线性回归分析,发现IHRR和MAPO有很好的线性相关性,相关系数均在0.90以上。研究证实IHRR可以很好地表征爆震强度,并且比MAPO更准确。