天然气/氢气/二氧化碳预混层流火焰离子电流特性研究
发布时间：2021-10-08 09:22
火焰燃烧电离产生的离子电流信号包含了丰富的燃烧信息,离子电流信号特征与燃料燃烧运行工况密切相关,采用离子电流法来监测内燃机的运行参数与传统监测技术相比具有极大的经济和技术优势。利用内燃机缸内混合气燃烧电离产生的离子电流信号可以实现对内燃机多个燃烧运行参数同时进行在线监测,内燃机可以根据电流信号有效的反馈信息及时对运行工况进行调整,从而实现对内燃机点火及燃烧过程的精确控制,因此离子电流法作为一种新型的燃烧在线监测方法已成为内燃机燃烧测控领域的研究热点。内燃机与可再生能源的搭配将对现有的能源体系产生深远的影响,近年来以天然气掺氢混合气体燃料为代表的清洁可再生气体燃料逐渐成为发动机替代燃料的研究热点。为了利用离子电流法对气体燃料燃烧过程进行有效的在线监测,提升气体燃料的燃烧品质以期实现良好的动力性、经济性和排放性;为此有必要对天燃气掺氢混合气体燃料的层流燃烧特性和燃烧过程的离子电流特性进行深入的研究,结合燃烧过程中的火焰传播图像进一步揭示混合气燃烧特性与离子电流特性的相关性,为气体发动机开发设计和利用离子电流信号实现对燃料燃烧过程的精确控制提供理论依据和基础实验数据。本文以不同初始工况下天然...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２离子电流监测电路基本结构１３５１??Ｆｉｇ．?１－２?Ｂａｓｉｃ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｉｏｎ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ??－
两个电极之间形成了导电流。火焰燃烧放热引起火焰附近的分子相互碰撞，把一??些电子从原子中碰撞出来，产生带电离子，从而引起火焰电离。带正电的离子流??向负电极，带负电荷的电子流向正电极，形成离子电流。如图１－３所示：??火焰传导电流图??＿＿三？它修麵??彐＿??电子Ｓ离子??图１－３火焰电离形成离子流??Ｆｉｇ．?１－３?Ｆｌａｍｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ａｎｄ?ｉｏｎ?ｃａｒｒｙ?ｃｕｒｒｅｎｔ??最初人们认为高温电离是燃烧过程中带电离子和自由电子的主要来源。１９５７??年，Ｃａｌｃｏｔｅ％提出了燃烧过程中由于高温热电离作用而产生不同种类的带电离子??的概念，同时指出具有低电离能的粒子是碳氢火焰中产生带电离子的主要来源。??燃烧过程中产生的中间体ＣＨ、０Ｈ和ＮＯ来源于热电离反应。如图１－４所示，图??中化学电离作用能够使中性化学反应产生带电离子，１９６１年ＣａｌｃｏｔｅＭ定义了最主??要的化学电离反应公式（１－１）：??ＣＨＯ?＋?０?—?ＣＨＯ＋＋?ｅ—?（１－１）??研宄表明以上的化学电离反应对温度的依赖性很小，是中性化学反应中占支配地??位的最重要的化学电离反应式。第二个最重要的化学电离反应式由Ｋｎｅｗｓｔａｂｂ?ａｎｄ??ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??＼?Ｔｈｅｒｍａｌ－ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ??丨４二，：」??Ｃａ?Ｃａ＋?４－?ｅ￣??????Ｉｏｎ－Ｉｏｎ??Ｉｏｎ－Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?．?？?，?？??Ａ?＋Ｂ?￣＾ＡＢ?＋ｅ??｜?—￣?
两个电极之间形成了导电流。火焰燃烧放热引起火焰附近的分子相互碰撞，把一??些电子从原子中碰撞出来，产生带电离子，从而引起火焰电离。带正电的离子流??向负电极，带负电荷的电子流向正电极，形成离子电流。如图１－３所示：??火焰传导电流图??＿＿三？它修麵??彐＿??电子Ｓ离子??图１－３火焰电离形成离子流??Ｆｉｇ．?１－３?Ｆｌａｍｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ａｎｄ?ｉｏｎ?ｃａｒｒｙ?ｃｕｒｒｅｎｔ??最初人们认为高温电离是燃烧过程中带电离子和自由电子的主要来源。１９５７??年，Ｃａｌｃｏｔｅ％提出了燃烧过程中由于高温热电离作用而产生不同种类的带电离子??的概念，同时指出具有低电离能的粒子是碳氢火焰中产生带电离子的主要来源。??燃烧过程中产生的中间体ＣＨ、０Ｈ和ＮＯ来源于热电离反应。如图１－４所示，图??中化学电离作用能够使中性化学反应产生带电离子，１９６１年ＣａｌｃｏｔｅＭ定义了最主??要的化学电离反应公式（１－１）：??ＣＨＯ?＋?０?—?ＣＨＯ＋＋?ｅ—?（１－１）??研宄表明以上的化学电离反应对温度的依赖性很小，是中性化学反应中占支配地??位的最重要的化学电离反应式。第二个最重要的化学电离反应式由Ｋｎｅｗｓｔａｂｂ?ａｎｄ??ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??＼?Ｔｈｅｒｍａｌ－ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ??丨４二，：」??Ｃａ?Ｃａ＋?４－?ｅ￣??????Ｉｏｎ－Ｉｏｎ??Ｉｏｎ－Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?．?？?，?？??Ａ?＋Ｂ?￣＾ＡＢ?＋ｅ??｜?—￣?
【参考文献】：
期刊论文
[1]低热值气体燃料发动机离子电流特性研究[J]. 郑士卓,张欣,沈志勇. 工程热物理学报. 2011(08)
本文编号：3423880
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２离子电流监测电路基本结构１３５１??Ｆｉｇ．?１－２?Ｂａｓｉｃ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｉｏｎ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ??－
两个电极之间形成了导电流。火焰燃烧放热引起火焰附近的分子相互碰撞，把一??些电子从原子中碰撞出来，产生带电离子，从而引起火焰电离。带正电的离子流??向负电极，带负电荷的电子流向正电极，形成离子电流。如图１－３所示：??火焰传导电流图??＿＿三？它修麵??彐＿??电子Ｓ离子??图１－３火焰电离形成离子流??Ｆｉｇ．?１－３?Ｆｌａｍｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ａｎｄ?ｉｏｎ?ｃａｒｒｙ?ｃｕｒｒｅｎｔ??最初人们认为高温电离是燃烧过程中带电离子和自由电子的主要来源。１９５７??年，Ｃａｌｃｏｔｅ％提出了燃烧过程中由于高温热电离作用而产生不同种类的带电离子??的概念，同时指出具有低电离能的粒子是碳氢火焰中产生带电离子的主要来源。??燃烧过程中产生的中间体ＣＨ、０Ｈ和ＮＯ来源于热电离反应。如图１－４所示，图??中化学电离作用能够使中性化学反应产生带电离子，１９６１年ＣａｌｃｏｔｅＭ定义了最主??要的化学电离反应公式（１－１）：??ＣＨＯ?＋?０?—?ＣＨＯ＋＋?ｅ—?（１－１）??研宄表明以上的化学电离反应对温度的依赖性很小，是中性化学反应中占支配地??位的最重要的化学电离反应式。第二个最重要的化学电离反应式由Ｋｎｅｗｓｔａｂｂ?ａｎｄ??ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??＼?Ｔｈｅｒｍａｌ－ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ??丨４二，：」??Ｃａ?Ｃａ＋?４－?ｅ￣??????Ｉｏｎ－Ｉｏｎ??Ｉｏｎ－Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?．?？?，?？??Ａ?＋Ｂ?￣＾ＡＢ?＋ｅ??｜?—￣?
两个电极之间形成了导电流。火焰燃烧放热引起火焰附近的分子相互碰撞，把一??些电子从原子中碰撞出来，产生带电离子，从而引起火焰电离。带正电的离子流??向负电极，带负电荷的电子流向正电极，形成离子电流。如图１－３所示：??火焰传导电流图??＿＿三？它修麵??彐＿??电子Ｓ离子??图１－３火焰电离形成离子流??Ｆｉｇ．?１－３?Ｆｌａｍｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ａｎｄ?ｉｏｎ?ｃａｒｒｙ?ｃｕｒｒｅｎｔ??最初人们认为高温电离是燃烧过程中带电离子和自由电子的主要来源。１９５７??年，Ｃａｌｃｏｔｅ％提出了燃烧过程中由于高温热电离作用而产生不同种类的带电离子??的概念，同时指出具有低电离能的粒子是碳氢火焰中产生带电离子的主要来源。??燃烧过程中产生的中间体ＣＨ、０Ｈ和ＮＯ来源于热电离反应。如图１－４所示，图??中化学电离作用能够使中性化学反应产生带电离子，１９６１年ＣａｌｃｏｔｅＭ定义了最主??要的化学电离反应公式（１－１）：??ＣＨＯ?＋?０?—?ＣＨＯ＋＋?ｅ—?（１－１）??研宄表明以上的化学电离反应对温度的依赖性很小，是中性化学反应中占支配地??位的最重要的化学电离反应式。第二个最重要的化学电离反应式由Ｋｎｅｗｓｔａｂｂ?ａｎｄ??ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??＼?Ｔｈｅｒｍａｌ－ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ??丨４二，：」??Ｃａ?Ｃａ＋?４－?ｅ￣??????Ｉｏｎ－Ｉｏｎ??Ｉｏｎ－Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?．?？?，?？??Ａ?＋Ｂ?￣＾ＡＢ?＋ｅ??｜?—￣?
【参考文献】：
期刊论文
[1]低热值气体燃料发动机离子电流特性研究[J]. 郑士卓,张欣,沈志勇. 工程热物理学报. 2011(08)
本文编号：3423880
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