利用复合激光诱导荧光法对气相柴油喷雾温度场和浓度场的定量标定 被引量：13

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作者 郭红松 苏万华 +1 位作者 毛立伟 谢腾飞 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期123-127,共5页

根据复合激光诱导荧光技术(PLIEF)中Lambert-Beer定律的气相荧光强度与环境温度和压力的依赖关系以及能量守恒基本原理,结合使用复合激光诱导荧光技术拍摄得到的气相喷雾荧光图像,对气相柴油喷雾温度场进行定量标定时考虑了空气卷吸率... 根据复合激光诱导荧光技术(PLIEF)中Lambert-Beer定律的气相荧光强度与环境温度和压力的依赖关系以及能量守恒基本原理,结合使用复合激光诱导荧光技术拍摄得到的气相喷雾荧光图像,对气相柴油喷雾温度场进行定量标定时考虑了空气卷吸率和油滴蒸发率对喷雾温度场的影响;利用Matlab软件编写了标定喷雾温度场和浓度场的迭代计算程序.研究发现,利用本标定方法,可以通过复合激光诱导荧光技术同时完成气相柴油喷雾温度场和浓度场的定量标定,标定得到的气相喷雾温度场和浓度场强烈相关. 展开更多

关键词 复合激光诱导荧光 定量标定 温度场 浓度场 柴油喷雾

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复合激光诱导荧光定量标定技术及其对喷雾特性研究的应用Ⅱ:喷射参数和环境参数对喷雾特性的定量分析 被引量：13

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作者 孙田 苏万华 郭红松 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期10-19,共10页

在改变喷射控制参数和环境参数的喷雾特性研究中,应用定量标定的试验结果深入开展了喷油压力、喷孔孔径、环境密度和环境温度对喷雾各个特性参数影响的研究。研究中发现,提高喷射压力能提高喷雾动能,加速液相喷雾的破碎、促进液相蒸发... 在改变喷射控制参数和环境参数的喷雾特性研究中,应用定量标定的试验结果深入开展了喷油压力、喷孔孔径、环境密度和环境温度对喷雾各个特性参数影响的研究。研究中发现,提高喷射压力能提高喷雾动能,加速液相喷雾的破碎、促进液相蒸发形成气相喷雾,提高贯穿速率,有利于喷雾的扩散和蒸发。小孔径的喷油嘴,虽然能够减少贯穿距离,但也同时减弱了喷雾和空气的混合空间范围;由于小孔径促进了喷雾的破碎和蒸发,气相喷雾分布均匀程度明显提高。环境密度高的条件下明显减小了喷雾的贯穿距离,这样虽然导致喷雾的扩散速率降低,但由于单位体积内气体量的大幅增加,加快了环境气体和喷雾之间的互相作用,更容易形成气相。环境温度对喷雾的蒸发速率起关键作用,液相喷雾贯穿距离随温度升高而减小,同时,气相最大当量比出现时间提前,这些说明环境温度升高,加速了环境气体和喷雾间的热交换,提高了喷雾的蒸发速率,最终促进气相快速形成。 展开更多

关键词 复合激光诱导荧光技术 喷油压力 贯穿距离 喷雾气相当量比 喷雾液相浓度

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复合激光诱导荧光定量标定技术及其对喷雾特性研究的应用Ⅰ:燃油喷雾当量比定量标定方法 被引量：14

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作者 孙田 苏万华 郭红松 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期1-9,共9页

应用复合激光诱导荧光技术建立了定容燃烧弹中荧光强度和喷雾浓度间关系的定量标定方法,获得柴油喷雾气相、液相浓度量化数值,并针对影响定量标定的各种环境因素开展了深入的量化研究。试验中分析了荧光强度和气相喷雾浓度间的系数(Kvap... 应用复合激光诱导荧光技术建立了定容燃烧弹中荧光强度和喷雾浓度间关系的定量标定方法,获得柴油喷雾气相、液相浓度量化数值,并针对影响定量标定的各种环境因素开展了深入的量化研究。试验中分析了荧光强度和气相喷雾浓度间的系数(Kvapor)随环境条件改变时的变化情况并发现:系数Kvapor随环境压力升高而降低;环境气体成分的变化对系数Kvapor并没有明显影响;环境温度升高使得系数Kvapor呈现先上升后下降的趋势,600K左右是拐点位置,600K以前随温度升高而升高,600K以后随温度升高而快速下降。最终,根据试验结果建立了系数Kvapor随环境温度和环境压力变化的三维Map图,并应用其获得喷雾气相当量比浓度数值和液相浓度数值的定量结果。 展开更多

关键词 复合激光诱导荧光技术 定量标定技术 喷雾气相当量比 喷雾液相浓度

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BUMP燃烧室内柴油喷雾气液相缸内浓度场测量激光诱导荧光法的实现和研究 被引量：4

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作者 孙田 郭焱 李国华 《小型内燃机与摩托车》 CAS 北大核心 2011年第2期1-5,共5页

本文应用复合激光诱导荧光(Planar Laser Induced Exciplex Fluorescence)测试技术,实现了对BUMP燃烧室内柴油喷雾的气液相浓度分布同时进行测量的光学测试系统,并研究了改变BUMP燃烧室形状和二次撞壁距离对喷雾气液相浓度场分布的影响... 本文应用复合激光诱导荧光(Planar Laser Induced Exciplex Fluorescence)测试技术,实现了对BUMP燃烧室内柴油喷雾的气液相浓度分布同时进行测量的光学测试系统,并研究了改变BUMP燃烧室形状和二次撞壁距离对喷雾气液相浓度场分布的影响情况。研究发现,BUMP燃烧室形状对喷雾缸内分布有明显作用,合适的BUMP高度能够剥离撞壁喷雾,形成二次射流,加速喷雾在燃烧室内与空气的混合,研究中缩口角度14°,BUMP高度1.5mm的BUMP燃烧室具有研究中最理想的喷雾气液相缸内分布。 展开更多

关键词 复合激光诱导荧光(PLIEF) 喷雾气液相 燃烧室

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利用PLIEF技术研究超高压燃油喷雾雾化和混合过程 被引量：8

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作者 郭红松 苏万华 孙田 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期525-531,共7页

采用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术,对燃烧室内自由发展阶段超高压喷雾的贯穿距离、锥角及气液相浓度分布情况进行了研究.实验中喷油压力从160 MPa升高到220 MPa,环境气体密度由3.7 kg/m3变化到7.4 kg/m3.研究发现,随着喷油压力升高,气... 采用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术,对燃烧室内自由发展阶段超高压喷雾的贯穿距离、锥角及气液相浓度分布情况进行了研究.实验中喷油压力从160 MPa升高到220 MPa,环境气体密度由3.7 kg/m3变化到7.4 kg/m3.研究发现,随着喷油压力升高,气相喷雾不均匀度在喷油定时T=42°CA BTDC时减小了36.7%,而在喷油定时T=-6°CA BTDC时仅减小28.4%.同时,气、液相喷雾锥角显著增大,贯穿距离小幅度减小.根据实验数据,提出了一个喷雾贯穿距离修正公式.研究还发现,当L/d0≥90时,喷雾已得到充分发展,比传统压力研究结果小很多. 展开更多

关键词 复合激光诱导荧光 超高压喷雾 喷雾特性 浓度分布 气相喷雾不均匀度

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撞壁距离对柴油喷雾特性的影响 被引量：4

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作者 毛立伟 苏万华 裴毅强 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期289-296,共8页

利用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术,通过高温高压定容燃烧弹研究了撞壁距离对柴油喷雾撞击平板后的燃油分布影响.试验中,撞壁距离从12.5 mm变化到32.5 mm.结果表明:撞壁距离对燃油分布有重要影响,随着撞壁距离的增加,液相燃油质量分数增... 利用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术,通过高温高压定容燃烧弹研究了撞壁距离对柴油喷雾撞击平板后的燃油分布影响.试验中,撞壁距离从12.5 mm变化到32.5 mm.结果表明:撞壁距离对燃油分布有重要影响,随着撞壁距离的增加,液相燃油质量分数增加,过浓区间(φ>2)的气相燃油质量分数减小,较浓区间(1<φ≤2)的气相燃油质量分数增加到一定数量并保持变化不大,稀混合气区间(0<φ≤1)的气相燃油质量分数逐渐增加;瞬态最大当量比(φmax)降低;瞬态最低温度(Tmin)发展趋势与φmax相反;气/液相喷雾壁面射流半径和高度大幅减小,甚至不与壁面相撞. 展开更多

关键词 柴油机 柴油喷雾 撞壁距离 燃油分布 复合激光诱导荧光

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柴油喷雾撞壁特性的定量研究 被引量：5

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作者 毛立伟 苏万华 裴毅强 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期521-529,共9页

在一个定容弹里,利用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术定量研究了柴油喷雾撞击平板后的燃油分布.研究发现,在气、液相喷雾同时撞壁的条件下气相喷雾瞬态最大当量比出现在撞壁点附近,瞬态最低温度出现在瞬态最大当量比位置并与其发展规律截... 在一个定容弹里,利用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术定量研究了柴油喷雾撞击平板后的燃油分布.研究发现,在气、液相喷雾同时撞壁的条件下气相喷雾瞬态最大当量比出现在撞壁点附近,瞬态最低温度出现在瞬态最大当量比位置并与其发展规律截然相反.撞壁后气相壁面贯穿距离和壁面高度随时间发展逐渐增加,液相壁面贯穿距离和高度先随着时间增加而增大,到某一时刻后保持基本不变.气、液相壁面贯穿距离和壁面高度受各种参数的影响很大.根据实验数据,利用多元非线性回归法,拟合了可以较好预测气、液相壁面贯穿距离和壁面高度的经验公式. 展开更多

关键词 柴油喷雾 撞壁特性 喷雾浓度和温度定量标定 壁面贯穿距离和壁面高度 复合激光诱导荧光

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两次喷射柴油喷雾特性的定量研究 被引量：4

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作者 王卓卓 毛立伟 苏万华 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期31-36,共6页

利用复合激光诱导荧光技术,在定容燃烧弹内,对单次喷射和两次喷射时柴油喷雾发展过程及喷雾特性进行研究,结果表明,喷雾发展伴随液滴蒸发和气体卷吸的相互竞争.喷雾发展初期气液相同时形成,液滴蒸发速率较小,气相大部分位于Φ<2区间... 利用复合激光诱导荧光技术,在定容燃烧弹内,对单次喷射和两次喷射时柴油喷雾发展过程及喷雾特性进行研究,结果表明,喷雾发展伴随液滴蒸发和气体卷吸的相互竞争.喷雾发展初期气液相同时形成,液滴蒸发速率较小,气相大部分位于Φ<2区间.喷雾发展中期蒸发速率逐渐升高,喷雾内部形成Φ>2的过浓区.喷雾充分发展后气体卷吸占主导,过浓区减小.两次喷射时,停喷间隙可促进油气混合,降低过浓混合气的质量分数,从而改善碳烟排放;另一方面,两次喷射影响油气空间分布,减小喷雾前锋油气堆积,使过浓混合气与稀混合气燃烧区相分离,有效抑制碳烟的生成. 展开更多

关键词 两次喷射 当量比分布 喷雾发展 复合激光诱导荧光

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利用PLIEF技术对重型柴油机类似环境条件下着火时刻柴油喷雾结构和浓度场的定量研究 被引量：1

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作者 郭红松 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期349-354,共6页

利用复合激光诱导荧光技术在定容燃烧弹内定量研究了环境温度、环境密度、氧体积分数等对重型柴油机相似环境条件下着火时刻柴油喷雾结构和浓度场的影响.实验中,环境密度为20～60 kg/m3,氧体积分数为15%～21%.研究发现,重型柴油机相似... 利用复合激光诱导荧光技术在定容燃烧弹内定量研究了环境温度、环境密度、氧体积分数等对重型柴油机相似环境条件下着火时刻柴油喷雾结构和浓度场的影响.实验中,环境密度为20～60 kg/m3,氧体积分数为15%～21%.研究发现,重型柴油机相似环境条件下着火时刻柴油喷雾液核区同时存在当量比相对较高的气相喷雾;喷雾充分发展后,液核区、气相喷雾浓混区、气相喷雾低温核区基本重叠;降低氧体积分数着火时刻气相喷雾头部稀混区燃油比例大幅提高;降低环境温度到800 K,着火时刻气相喷雾不存在浓混区,气相喷雾头部大部分燃油处于当量比[0,1]. 展开更多

关键词 重型柴油机 复合激光诱导荧光 定量标定 浓度场 喷雾结构

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撞击平板壁面的柴油喷雾的燃油分布研究

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作者 毛立伟 苏万华 裴毅强 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期98-104,共7页

利用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术,在一个高温高压定容弹内研究了柴油喷雾撞击平板后的燃油分布。研究结果表明:撞壁对燃油分布有重要影响。撞壁喷雾可以分为:(1)气液相喷雾同时撞壁,在近壁面形成近壁浓区,瞬时最大燃空当量比(Φmax)和... 利用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术,在一个高温高压定容弹内研究了柴油喷雾撞击平板后的燃油分布。研究结果表明:撞壁对燃油分布有重要影响。撞壁喷雾可以分为:(1)气液相喷雾同时撞壁,在近壁面形成近壁浓区,瞬时最大燃空当量比(Φmax)和最低温度(Tmin)存在于撞壁点附近;(2)气相喷雾撞壁液相喷雾不撞壁,近壁面当量比相对较高,Φmax和Tmin存在于撞壁点上方的自由射流段中;(3)气液相喷雾都不与壁面接触,相当于自由喷射。随着撞壁距离的增加,液相燃油质量分数增加,Φ>2的过浓区间的气相燃油质量分数减小,1<Φ≤2的较浓区间的气相燃油质量分数增加到一定数量并保持变化不大,0<Φ≤1的稀混合气区间的气相燃油质量分数逐渐增加。 展开更多

关键词 内燃机 柴油喷雾 撞壁 燃油分布 复合激光诱导荧光

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利用PLIEF技术对重型柴油机类似环境条件下柴油喷雾特性和浓度场的定量研究

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作者 郭红松 毛立伟 谢腾飞 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期45-53,共9页

利用复合激光诱导荧光技术在定容弹内定量研究了环境温度、环境密度、氧浓度等对重型柴油机类似环境条件下柴油喷雾特性和浓度场的影响。试验中,环境密度为20～100kg/m3,氧浓度为15%～21%,喷油压力为100～220MPa。研究发现,提高环境密度... 利用复合激光诱导荧光技术在定容弹内定量研究了环境温度、环境密度、氧浓度等对重型柴油机类似环境条件下柴油喷雾特性和浓度场的影响。试验中,环境密度为20～100kg/m3,氧浓度为15%～21%,喷油压力为100～220MPa。研究发现,提高环境密度,最大液核长度显著缩短;减小喷孔直径,液核最大长度呈线性下降。降低环境温度或提高喷油压力可以弥补减小喷孔直径或提高环境密度对贯穿距离的影响。在增加充分发展期气相喷雾稀混区燃油比例方面,减小喷孔直径、降低环境温度、提高环境密度和提高喷油压力具有相互替代性。 展开更多

关键词 内燃机 重型柴油机 复合激光诱导荧光技术 定量标定 浓度场 喷雾特性

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基于LIEF的喷雾数值仿真模型验证

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作者 李岩松 崔明利 +1 位作者 李雪松 许敏 《车用发动机》 北大核心 2023年第6期61-67,共7页

为了进一步探索发动机内部的空气燃料混合特性,基于Converge软件的O Rourke湍流扩散模型与Frossling蒸发模型建立了喷雾蒸发的数值仿真模型,并使用复合激光诱导荧光(LIEF)技术对相同工况下定容弹内喷雾的液气两相浓度进行了同步测量,以... 为了进一步探索发动机内部的空气燃料混合特性,基于Converge软件的O Rourke湍流扩散模型与Frossling蒸发模型建立了喷雾蒸发的数值仿真模型,并使用复合激光诱导荧光(LIEF)技术对相同工况下定容弹内喷雾的液气两相浓度进行了同步测量,以对仿真进行验证。验证结果表明,仿真中的液相贯穿距与试验吻合较好,证明了仿真模型的正确性。仿真结果在气相部分出现了较明显的偏差,通过对模型方程进行分析得知,这是由于仿真模型所使用的Frossling单液滴蒸发模型无法考虑多组分与多相流情况的传质与传热,并针对如何提高模型精度给出了修正建议。 展开更多

关键词 燃油喷雾 数值仿真 复合激光诱导荧光(LIEF) 数学模型 模型修正

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