苄基叠氮复合柴油单液滴燃烧特性试验研究
本文关键词: 液滴 飞滴燃烧 叠氮复合柴油 液相化学反应 出处:《北京理工大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:为了进一步提升柴油机的功率密度,燃油的高效和快速燃烧成为关键因素和技术瓶颈之一。从燃油设计的角度出发,叠氮化合物的液相化学反应为改善雾化和实现快速燃烧提供了有效的技术手段。因此,本文使用苄基叠氮化合物配制复合柴油进行单液滴燃烧试验,获得了对苄基叠氮复合柴油燃烧特性的全面认识。针对复合柴油单液滴燃烧特性的试验研究,本文建立了一种飞滴式单液滴燃烧试验方法,完成了试验装置各系统设计及选型、试验具体步骤制定、数据采集及后处理方法和稳定性及误差分析,为单液滴燃烧试验提供了一个边界条件可调、数据测量精确的技术途径。在此基础上,本文对苄基叠氮复合柴油的燃烧特性进行了试验研究,并详细分析了燃油配比、液滴初始直径和环境氧气浓度对苄基叠氮复合柴油燃烧特性的影响,具体结论如下:1.苄基叠氮复合柴油的燃烧火焰呈现明亮的黄色,表现出强烈的碳烟生成倾向。随着燃烧的进行,液相化学反应的发生使得复合柴油燃烧速率增大,并在火焰尾端引发了微爆,从而明显缩短了燃烧持续期。2.当液滴初始直径增大时,液滴升温速率减缓,并且在燃烧全程都没有达到液相化学反应温度,导致液滴燃烧速率减小,滞燃期延长,并且没有发生微爆现象。3.当环境氧气浓度增大时,小直径复合柴油的燃烧出现了强度逐渐增大的微爆,火焰距离液滴越来越近,尺寸减小且亮度增加。在环境氧气浓度和液滴直径同时变化的情况下,复合柴油液滴的燃烧特性分别受制于自身的液相化学反应和环境条件,取决于液滴温度是否到达液相化学反应温度。4.当复合柴油配比增大时,大直径液滴的燃烧速率略有增加,从而导致滞燃期出现一定程度的缩短。
[Abstract]:In order to further enhance the power density of diesel engine, the efficient and rapid combustion of fuel becomes one of the key factors and technical bottlenecks. Liquid phase chemical reaction of azide compounds provides an effective technical means to improve atomization and achieve rapid combustion. Therefore, a single droplet combustion test is carried out with benzyl azide compound compound diesel fuel. A comprehensive understanding of the combustion characteristics of benzyl azide composite diesel fuel was obtained. Based on the experimental study of the combustion characteristics of single droplet of composite diesel fuel, a flying droplet combustion test method was established in this paper. The design and selection of each system of the test device are completed, the concrete steps of the test are worked out, the method of data acquisition and post-processing, the stability and error analysis are completed, and a boundary condition is adjusted for the single droplet combustion test. On the basis of this, the combustion characteristics of benzyl azide composite diesel are studied experimentally, and the fuel ratio is analyzed in detail. The effects of droplet initial diameter and ambient oxygen concentration on the combustion characteristics of benzyl azide composite diesel oil were studied. The specific conclusions are as follows: 1. The combustion flame of benzyl azide composite diesel fuel is bright yellow. With the combustion, the liquid phase chemical reaction increased the combustion rate of composite diesel fuel and triggered a micro-explosion at the end of the flame. When the initial diameter of the droplet increases, the droplet heating rate slows down, and does not reach the liquid phase chemical reaction temperature in the whole process of combustion, which results in the decrease of the droplet combustion rate. When the concentration of oxygen in the environment increases, the combustion of small diameter composite diesel fuel appears a micro-explosion with increasing intensity, and the flame is closer to the liquid droplet. When the oxygen concentration and the droplet diameter change simultaneously, the combustion characteristics of the composite diesel droplets are restricted by their own liquid chemical reaction and environmental conditions, respectively. The combustion rate of large diameter droplets increases slightly when the ratio of composite diesel oil increases, which results in a certain shortening of the ignition delay period.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TK421.2
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,本文编号:1487059
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