柴油机运行工况对排气管内碳烟尺寸的影响

发布时间：2024-05-12 06:28

　　改变柴油机运行工况,采集排气管内碳烟颗粒,通过透射电镜对碳烟颗粒进行观测,拍摄碳烟颗粒形貌图片,采用Image-ProPlus软件统计分析碳烟颗粒的平均投影面积(A)、平均回转半径(R_g)、包含基本碳粒子的平均数(N_p)以及基本碳粒子的平均粒径(d_p)等特征参数,得到碳烟颗粒的分形维数.研究发现:改变柴油机负荷对排气管内的碳烟颗粒尺寸的影响要远大于改变转速带来的影响.转速不变时,随着负荷的增大,A、Rg、N_p和d_p均呈"v"型变化趋势,分形维数呈上升趋势;负荷不变时,随着转速的增大,A、R_g、N_p、d_p小幅度上升,分形维数基本不变.

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【部分图文】：

图1实验台架示意

本文的实验装置主要由两部分组成：改装过的直列式四缸四冲程水冷柴油机(如图1所示)以及碳烟颗粒采样装置．实验用柴油机的型号为YC4FA115-40，其主要规格参数如表1所示．在排气管中尾气气流相对稳定的管段，钻取一个直径为20mm的小孔，取样时利用碳烟颗粒采样装置将超薄碳膜送入小....

图2取样装置实物

碳烟颗粒采样装置结构见图2，主要由4个部分组成：控制器、丝杆电缸、夹具(自锁镊子)和可调支架．采样前，首先固定采样装置的位置，确保实验中不会因为柴油机台架的震动而出现偏移，除此之外确定丝杆电缸内活塞杆的行程终点，以及在行程终点的停留时间，确保在每一次的取样位置都能保持一致且取样时....

图3碳烟颗粒参数统计方法示意

对拍摄到的碳烟颗粒图片进行处理，碳烟基本颗粒粒径统计的方法为“十字法”[9]，如图3所示．选取大量轮廓清晰的碳烟基本颗粒标示“十”字进行长度统计．除了碳烟基本颗粒的粒径d，还需从TEM投影图中测量的参数有：投影的最大长度L、投影面积Aa，以上参数的统计都可在Image-ProP....

图4碳烟颗粒形貌参数随负荷变化趋势

成熟的碳烟颗粒由数量不一的基本碳粒子聚合而成，图6为各工况下基本碳粒子的尺寸分布．从图中可以看出，各工况下的基本碳粒子尺寸均在5～50nm之间，且都呈单峰分布．当柴油机转速不变，随负荷变化，基本碳粒子的尺寸分布峰值有明显变化．图5碳烟颗粒形貌参数随转速变化趋势

本文编号：3970998