微量柴油引燃天然气燃烧过程可视化研究

发布时间：2021-10-20 16:39

　　为了应对日益严峻的能源形式,新能源汽车蓬勃发展,但在大多数领域,传统能源发动机依然处于统治地位,由于石油的日益衰竭以及柴油发动机的高污染,国内外日益重视对天然气发动机的探索。目前,国内外对于微量柴油引燃天然气发动机的研究多为整机性能实验以及CFD模拟研究。本文运用可视化的方法,对微量柴油引燃天然气燃烧过程进行探索性研究,从而完善其基础燃烧机理,柴油微引燃式天然气发动机的开发提供基础的理论依据。本文基于完成实验所需的环境和喷射条件,设计并搭建了定容可视化实验平台,采用阴影法对不同温度、环境压力、当量比、喷射压力、喷射脉宽、预混时间（甲烷喷射结束到柴油喷射开始所间隔的时间）以及引燃柴油进行了实验研究,并且通过分析图片、获取数据,对柴油雾化、柴油引燃时刻以及柴油火焰投影面积变化情况进行了研究。本文主要研究了正十六烷以及柴油在不同环境以及喷射条件下引燃天然气预混合气的燃烧过程。实验结果表明:在改变以温度、环境压力以及当量比为主的环境条件时,随着温度的增加,柴油火焰投影面积变化速率加快;当量比为0.15时,随着环境压力的增加,柴油火焰投影面积变化速率变慢,当量比为0.2时,随着环境压力的增加,柴... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 环境污染以及排放法规
        1.1.2 能源危机以及替代燃料
    1.2 天然气发动机的优势以及应用前景
    1.3 天然气发动机的类别
    1.4 柴油引燃天然气发动机研究进展
        1.4.1 柴油引燃天然气发动机国外研究进展
        1.4.2 柴油引燃天然气发动机国内研究进展
    1.5 本文的研究内容
2 柴油微喷引燃天然气预混合气燃烧过程可视化实验
    2.1 试验台整体布置
    2.2 定容燃烧弹
    2.3 柴油以及天然气喷射系统
        2.3.1 柴油喷射系统
        2.3.2 天然气喷射系统
        2.3.3 天然气喷射量的计算
    2.4 高速摄影成像系统
        2.4.1 阴影法
        2.4.2 光学图像采集设备
    2.5 同步控制系统
    2.6 实验工况
    2.7 本章小结
3 正十六烷引燃天然气燃烧过程可视化研究
    3.1 环境条件对正十六烷引燃天然气燃烧过程的影响
        3.1.1 温度的影响
        3.1.2 环境压力的影响
        3.1.3 燃空当量比的影响
    3.2 喷射条件对微量柴油引燃天然气燃烧过程的影响
        3.2.1 喷射压力的影响
        3.2.2 喷射脉宽的影响
        3.2.3 预混时间的影响
    3.3 本章小结
4 微量柴油引燃天然气燃烧过程可视化研究
    4.1 环境条件对微量柴油引燃天然气燃烧过程的影响
        4.1.1 环境压力的影响
        4.1.2 燃空当量比的影响
    4.2 喷射条件对微量柴油引燃天然气燃烧过程的影响
        4.2.1 喷射脉宽的影响
        4.2.2 预混时间的影响
    4.3 温度和喷射压力较低时柴油与正十六烷引燃情况对比
    4.4 本章小结
5 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]天然气汽车发展现状及趋势[J]. 陈昊,韩斌,陈轶嵩,张鹏,贺晶晶,马金秋,滑海宁,李阳阳,马文晓,谢斌.  中国能源. 2018(02)
[2]中国轻型车第六阶段排放标准解读[J]. 吴春玲,赵亮,刘双喜,高章.  内燃机与配件. 2017(07)
[3]天然气/柴油双燃料发动机研究现状分析[J]. 李玉兰,王谦.  化工设计通讯. 2016(08)
[4]车用替代燃料的发展趋势[J]. 陈卫国.  国际石油经济. 2007(02)
[5]柴油引燃天然气发动机燃烧过程的研究[J]. 宋金瓯,姚春德,姚广涛,姜泽军.  热科学与技术. 2005(02)
[6]柴油引燃天然气发动机燃烧模型的研究[J]. 宋金瓯,姚春德,解茂昭,刘增勇.  内燃机学报. 2003(05)
[7]柴油引燃天然气发动机着火特性及其影响因素的研究[J]. 林志强,苏万华,王国祥.  燃烧科学与技术. 2003(03)
[8]柴油引燃预混天然气准均质压燃着火过程的研究[J]. 姚春德,刘增勇,高昌卿.  内燃机学报. 2003(01)
[9]柴油引燃天然气的双燃料燃烧机理的研究[J]. 姚春德,刘增勇,高昌卿,孙家峰.  工程热物理学报. 2002(06)
[10]柴油引燃天然气双燃料燃烧稳定性研究[J]. 高青,李虎,田文凯,张纪鹏,孙志军.  兵工学报. 2001(03)

博士论文
[1]高压直喷天然气发动机燃烧和排放特性研究[D]. 李孟涵.山东大学 2017
[2]高稀释—预混合天然气发动机燃烧过程分析与优化[D]. 李伟峰.吉林大学 2016
[3]稀燃天然气发动机燃烧过程研究和燃烧系统开发[D]. 焦运景.天津大学 2009

硕士论文
[1]船用天然气/柴油双燃料发动机试验研究[D]. 陈小猛.山东大学 2017
[2]基于同轴喷射技术的天然气/柴油双燃料射流喷射及其相互作用[D]. 谭小强.江苏大学 2017
[3]天然气/柴油双燃料喷射混合特性与燃烧模拟研究[D]. 戴礼明.江苏大学 2016
[4]低速二冲程船用主机工作过程三维数值模拟研究[D]. 翟君.大连理工大学 2015
[5]微引燃柴油喷射对缸内直喷天然气燃烧过程的影响研究[D]. 张蕾.吉林大学 2012



本文编号：3447250