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%。

一种新型非平行光消光法在碳烟测试中的应用

为解决高压火焰测试时平行光消光法在碳烟测试过程中会发生波束偏移,严重影响测试精度的问题,设计并搭建了一套非平行光二维测试系统.在常压下获取了乙烯层流扩散火焰的碳烟浓度透射率图片,通过与相同条件下基于平行光消光法测试得到的结果进行对比,发现非平行光消光法具有更好的削弱波束偏移影响的能力.结合使用Abel层析反演算法对视场累计数据进行解析,非平行光消光法能够更精确获取乙烯扩散火焰中的径向碳烟浓度分布,同时在低碳烟浓度区域噪声更低,证明了该方法是一种高灵敏度测量方法.

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.