基于定容弹的柴油—松油混合燃料喷雾特性研究

发布时间：2017-10-15 08:07

  本文关键词：基于定容弹的柴油—松油混合燃料喷雾特性研究

  更多相关文章： 柴油 松油 定容燃烧弹 MATLAB图像处理 喷雾特性

【摘要】：随着能源危机,环境污染和越来越严格的排放法规的限制,节能减排已然成为当今世界范围内的热点问题,为提高燃油经济性和减少排放,寻找优良、高效、来源广泛的代用燃料,成为了内燃机领域研究的热点方向,也是柴油机亟待解决的问题。松油作为一种可再生的,来源广泛和制备容易的生物质燃料,具有较高的含氧量和热值,较低的沸点和粘度从而成为替代燃料的重要选择之一。在柴油机中,由于喷雾质量的优劣影响当空比的分布从而对着火、扩散燃烧速率、燃烧稳定性、燃烧温度和污染物排放等各方面燃烧排放性能产生较大影响。因此研究柴油—松油不同混比的喷雾特性对代用燃料的开发具有重要的意义。为了模拟真实的发动机环境,定容燃烧弹常被用来研究内燃机缸内喷雾燃烧过程的有效手段。本研究首先设计了压力和温度可调节、可实现纯喷雾和喷雾燃烧自由选择的定容燃烧弹,利用高压共轨喷油实验台和高速摄像机及同步控制,搭建了多功能定容燃烧弹喷雾测量系统。然后,运用MATLAB软件编程对喷雾图像进行处理,获得喷雾锥角、贯穿距离和喷雾发展相对面积等主要喷雾参数。在环境温度为25℃,不同环境背压(1MPa和2MPa),不同喷孔直径(0.14mm、0.17mm和0.20mm)的条件下,利用该系统研究了五种不同配比混合燃料(P0、P20、P40、P60、P100)在四个不同喷油压力(80 MPa、100 MPa、120 MPa、140 MPa)下的喷雾特性。实验结果表明：对同种配比燃料而言,在喷油压力、环境背压、喷孔直径相同情况下,喷雾贯穿距随着喷射时间而不断变大,最后趋于某个数值；喷雾锥角先快速增大,然后趋于稳定,最后略有下降；环境背压越高,喷雾锥角的变化越明显。在喷孔直径、环境背压、混合燃料配比相同的情况下,喷雾贯穿距、喷雾锥角距均随着喷油压力的升高而增大；但是喷雾贯穿距随着喷射压力越高,其升高的幅度越不明显。在喷孔直径、喷油压力、环境背压相同的情况下,混合燃料中松油的配比越高喷雾贯穿距增长越快,喷雾锥角也是增长越快；喷雾贯穿距大小为POP20P40P60P100,喷雾锥角大小为P0P20P40 P60P100。在燃料配比、喷孔直径、喷油压力相同的条件下,环境背压越小,喷雾贯穿距越长；喷雾锥角也会有一定程度的减小。随着随着孔径从0.14mm 到0.17mm、0.20mm的变化,喷雾锥角呈现减小的趋势,但喷雾贯穿距却呈现一定程度的线性增长。
【关键词】：柴油 松油 定容燃烧弹 MATLAB图像处理 喷雾特性
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK401
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-25
• 1.1 概述11
• 1.2 柴油喷雾研究的意义11-14
• 1.3 柴油机燃油喷雾特性研究14-18
• 1.3.1 初次喷雾雾化、破碎机理14-15
• 1.3.2 二次喷雾雾化、破碎机理15-16
• 1.3.3 喷雾特性研究现状16-18
• 1.4 内燃机代用燃料的研究与发展现状18-21
• 1.4.1 醇类燃料19-20
• 1.4.2 二甲醚(DME)燃料20
• 1.4.3 酯类等生物柴油20-21
• 1.5 松油/柴油混合燃料研究现状及意义21-23
• 1.6 本文的主要工作23-25
• 第二章 多功能定容弹实验台架的搭建25-48
• 2.1 定容弹的基本部分25-28
• 2.1.1 定容弹体部分25-27
• 2.1.2 定容弹体缸盖的设计27-28
• 2.1.3 定容弹螺栓强度校核28
• 2.2 进排气系统的设计28-31
• 2.3 高压共轨喷油系统及喷油器的选择31-35
• 2.4 高速相机图像采集部分35-38
• 2.5 进气加热及定容弹预热部分38-40
• 2.6 压力、温度采集部分40-44
• 2.6.1 压力采集部分40-43
• 2.6.2 温度采集部分43-44
• 2.7 高压点火部分44-45
• 2.8 容弹的密封45-46
• 2.9 定容弹的实验方案46-47
• 2.10 本章小结47-48
• 第三章 数字图像处理系统48-60
• 3.1 喷雾图像的获取48-50
• 3.2 图像的增强处理50-51
• 3.2.1 灰度直方图变换50
• 3.2.2 基于背景的图像处理50-51
• 3.3 图像阈值处理51-53
• 3.4 图像的边缘检测53-54
• 3.5 图像的形态学处理54-57
• 3.5.1 膨胀和腐蚀54-56
• 3.5.2 开运算和闭运算56-57
• 3.6 喷雾参数的测量57-59
• 3.7 本章小结59-60
• 第四章 柴油-松油混合燃料喷雾特性研究60-96
• 4.1 不同配比燃油的制取60-61
• 4.2 喷雾图片的宏观分析61-69
• 4.3 不同因素对柴油-松油混合燃料喷雾特性的影响69-95
• 4.3.1 喷油压力的影响69-80
• 4.3.2 燃油配比的影响80-87
• 4.3.3 喷油器孔径的影响87-95
• 4.4 本章小结95-96
• 第五章 全文总结及工作展望96-98
• 5.1 全文总结96-97
• 5.2 工作展望97-98
• 参考文献98-104
• 致谢104-105
• 发表论文和参加科研情况说明105

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 苏万华,史绍熙,赵奎翰,王辉,王金华;受限条件下燃油喷雾特性的实验研究[J];天津大学学报;1991年S1期

2 孙勇,帅石金,王建昕,首藤登志夫;汽油缸内喷射喷雾特性的三维数值模拟[J];内燃机学报;2002年03期

3 田维;;轨压对喷雾特性的影响[J];西华大学学报(自然科学版);2012年05期

4 思源;;燃料喷雾特性测定系统[J];激光与光电子学进展;1989年01期

5 王新雷,何文华,徐航,朱崇基;采用激光全息技术对电控多点汽油喷嘴喷雾特性的实验研究[J];内燃机工程;1994年03期

6 张俊强,小保方富夫,志贺圣一,黄佐华,蒋德明;溶有甲烷煤油的稳态喷雾特性研究[J];西安交通大学学报;2005年01期

7 黎苏;;柴油机喷雾特性的研究情况综述[J];吉林工业大学学报;1985年02期

8 李云清,关大友,铃木胜义,李云中;柴油机静态喷雾特性的实验研究[J];汽车工程;2003年04期

9 文华,刘永长,魏明锐,张煜盛;二甲醚和柴油喷雾特性的数值模拟分析[J];内燃机学报;2003年04期

10 吴健;徐斌;马志豪;李萌;王明远;;乙醇柴油混合燃料喷雾特性的试验分析[J];农机化研究;2010年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 靳星;文光华;唐萍;齐彦峰;;连铸二冷喷嘴喷雾特性测试系统开发[A];2006中国金属学会青年学术年会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 孙田;复合激光诱导荧光定量标定技术及其对柴油喷雾特性研究的应用[D];天津大学;2008年

2 颜学升;柴油机喷嘴结构对喷雾特性的影响研究[D];江苏大学;2013年

3 赵娜;液体工质在小尺度空间喷雾特性的实验研究与数值模拟[D];南京理工大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李启慧;基于FLUENT的柴油机喷雾特性的数值模拟与影响因素的分析研究[D];长安大学;2015年

2 王腾;基于定容弹的柴油—松油混合燃料喷雾特性研究[D];广西大学;2015年

3 黄英铭;重柴油喷雾特性多维数值模拟[D];华中科技大学;2011年

4 胡艳;乙醇缸内喷雾特性数值模拟[D];武汉理工大学;2011年

5 张培红;共轨条件下系统参数对喷雾特性的影响[D];河南科技大学;2012年

6 王丽娜;定容室内掺水乳化柴油喷雾特性研究[D];华中科技大学;2012年

7 张弘;闪急沸腾喷雾特性的数值模拟研究[D];华中科技大学;2009年

8 穆文乐;内混式空气助力喷嘴喷雾特性的试验及数值模拟研究[D];长安大学;2014年

9 刘松;高压共轨条件下含氧混合柴油喷雾特性研究[D];河南科技大学;2012年

10 郭川;不同燃料的喷雾特性研究[D];河南科技大学;2013年

，

本文编号：1035995