甲烷/氧气预混火焰中燃空当量比对碳烟微观结构和氧化活性的影响 被引量：7

1

作者 李娜 宋崇林 +1 位作者 刘野 吕刚 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期281-287,共7页

基于甲烷/氧气预混火焰燃烧系统及毛细管取样装置和热泳取样装置,结合高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、拉曼光谱仪(RS)及热重分析仪(TGA),研究了燃空当量比对碳烟的微观结构及氧化活性的影响规律,并对微晶长度、石墨化程度与表观活化能... 基于甲烷/氧气预混火焰燃烧系统及毛细管取样装置和热泳取样装置,结合高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、拉曼光谱仪(RS)及热重分析仪(TGA),研究了燃空当量比对碳烟的微观结构及氧化活性的影响规律,并对微晶长度、石墨化程度与表观活化能之间的关联性进行了分析.结果表明:随着燃空当量比的增大,碳烟颗粒的微晶尺寸增大,而微晶曲率和层间距均减小,AG/AD1的值增大,表明随着燃空当量比的增大,碳烟的微观结构变得更加有序,石墨化程度更高;碳烟的氧化特征温度和表观活化能均随着燃空当量比增大而增大,表明碳烟的氧化活性随着燃空当量比增大而降低;碳烟的微晶长度、石墨化程度与表观活化能呈现较好的线性关系,碳烟的微观结构越有序,石墨化程度越高,氧化活性越低. 展开更多

关键词 碳烟 甲烷/氧气预混火焰 燃空当量比 微观结构 氧化活性

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燃空当量比对液体燃料无焰燃烧影响的研究 被引量：5

2

作者 崔运静 叶桃红 林其钊 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期325-334,共10页

以微型燃气轮机为应用背景,设计了基于液雾无焰燃烧的模型燃烧室,以实验为主、数值模拟为辅的手段研究了0#柴油/空气的燃空当量比对模型燃烧室的流场结构、燃烧模式、无焰燃烧范围、燃烧温度及分布和污染物排放的影响.结果表明:燃烧室... 以微型燃气轮机为应用背景,设计了基于液雾无焰燃烧的模型燃烧室,以实验为主、数值模拟为辅的手段研究了0#柴油/空气的燃空当量比对模型燃烧室的流场结构、燃烧模式、无焰燃烧范围、燃烧温度及分布和污染物排放的影响.结果表明:燃烧室流场呈现明显的环形回流涡,为高温烟气循环提供了流体动力学基础;燃料喷孔附近的混合情况对整个燃烧模式的转变具有重要影响;该燃烧室工作在无焰燃烧模式的燃空当量比Φ范围为0.25～0.50,无焰状态下燃烧室内温度分布均匀;燃烧室平均温度Tavg和污染排放受到Φ和输入功率的影响,在实验范围内,输入功率相同时,随Φ减小,燃烧室平均温度降低,CO和NOx排放浓度增加,另外,Φ相同时,输入功率越低,Tavg越低,CO排放浓度越大,且输入功率越低CO排放浓度增长越快,NOx受输入功率的影响相对小得多.从实验结果分析,适当提高空气预热温度是增强低燃烧室热密度时的贫燃稳定性、拓展贫燃极限和强化燃烧的有效措施. 展开更多

关键词 无焰燃烧 燃空当量比 液雾燃烧 污染物排放

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乙烯预混火焰中燃空当量比对碳烟纳观结构、分形维数和氧化活性的影响 被引量：5

3

作者 王子晔 刘野 +2 位作者 吕刚 宋崇林 毕元 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期280-286,共7页

基于乙烯/氧气预混燃烧系统以及热泳取样和毛细管取样系统,结合场发射透射电子显微镜和热重分析技术,研究了燃空当量比对碳烟颗粒纳观结构、分形维数和氧化活性的影响规律.研究结果表明,随着燃空当量比的增加,碳烟分形维数和基本碳粒子... 基于乙烯/氧气预混燃烧系统以及热泳取样和毛细管取样系统,结合场发射透射电子显微镜和热重分析技术,研究了燃空当量比对碳烟颗粒纳观结构、分形维数和氧化活性的影响规律.研究结果表明,随着燃空当量比的增加,碳烟分形维数和基本碳粒子粒径均增加,表明碳烟颗粒团聚程度提高,碳烟生长得到促进;随燃空当量比增加,碳烟微晶长度增大,层间距和曲率均减小,碳烟微观结构更为有序;燃空当量比的增加,导致碳烟的氧化反应特征参数值均增大,碳烟氧化活性减小.另一方面,碳烟的微晶长度、层间距和曲率与表观活化能有较好的线性相关性,即碳烟结构越有序,氧化活性越低.此外,分形维数与表观活化能也存在一定的正相关性. 展开更多

关键词 碳烟 燃空当量比 分形维数 纳观结构 氧化活性

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燃空当量比对甲醇发动机燃烧及非法规排放的影响 被引量：8

4

作者 孙景震 姚实聪 +4 位作者 宫宝利 彭幼华 崔连波 彭乐高 宫长明 《车用发动机》 北大核心 2018年第5期43-48,共6页

基于一款经柴油机改装的缸内直喷点燃式甲醇发动机,使用三维流体动力学模拟软件AVL-Fire耦合甲醇氧化反应机理,研究了不同燃空当量比对缸内混合气浓度分布、燃烧特性及未燃甲醇和甲醛排放的影响。结果表明:当燃空当量比增加时,缸内最高... 基于一款经柴油机改装的缸内直喷点燃式甲醇发动机,使用三维流体动力学模拟软件AVL-Fire耦合甲醇氧化反应机理,研究了不同燃空当量比对缸内混合气浓度分布、燃烧特性及未燃甲醇和甲醛排放的影响。结果表明:当燃空当量比增加时,缸内最高燃烧温度、最高燃烧压力及放热率峰值均显著升高,甲醛和未燃甲醇排放均得到改善;当燃空当量比从0.33增加到0.67时,最高燃烧压力、燃烧温度和放热率峰值分别增加65%,72%及51%;燃空比超过0.4时,未燃甲醇及甲醛排放急剧减小,且主要集中在气缸壁附近。 展开更多

关键词 缸内直喷 甲醇发动机 燃空当量比 燃烧过程 非法规排放

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缸内直喷式汽油机燃用当量空燃比混合气的试验研究 被引量：4

5

作者 胡军军 周龙保 +1 位作者 黄勇诚 闫小俊 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2002年第5期415-420,共6页

缸内直接喷射式汽油机,要求部分负荷时在压缩过程后期喷入燃油,实现混合气分层燃烧,以获得好的经济性;在全负荷时,燃油在进气过程中喷入,采用化学计量比混合气,实现均质预混合燃烧,以保持汽油机升功率高和排放低的优点。本文将一台柴油... 缸内直接喷射式汽油机,要求部分负荷时在压缩过程后期喷入燃油,实现混合气分层燃烧,以获得好的经济性;在全负荷时,燃油在进气过程中喷入,采用化学计量比混合气,实现均质预混合燃烧,以保持汽油机升功率高和排放低的优点。本文将一台柴油机改装为缸内直接喷射汽油机,在试验台架上进行了高负荷时燃用当量空燃比混合气的试验研究,结果表明,与化油器式汽油机相比,高负荷时油耗降低了6%,未燃碳氢降低了31%,NOx排放降低了10%,取得了较为满意的结果。 展开更多

关键词 直喷式汽油机 当量空燃比混合气 试验 汽油直接喷射 排放

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基于激光诱导击穿光谱技术定量测量甲烷/空气混合当量比的实验研究:门控模式及激光波长的影响分析 被引量：1

6

作者 左鹏 李博 +2 位作者 颜蓓蓓 李中山 尧命发 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2990-2995,共6页

激光诱导击穿光谱技术(LIBS)作为一种新型光谱分析方法,近年来被逐渐应用于燃烧诊断领域。在甲烷/空气混合气中建立了一套LIBS测试系统,利用H,O,N不同特征谱线强度比实现了对甲烷、空气燃空当量比的定量测量。在"门控"模式下... 激光诱导击穿光谱技术(LIBS)作为一种新型光谱分析方法,近年来被逐渐应用于燃烧诊断领域。在甲烷/空气混合气中建立了一套LIBS测试系统,利用H,O,N不同特征谱线强度比实现了对甲烷、空气燃空当量比的定量测量。在"门控"模式下,比较分析了H656/O777与H656/N746这两种定标曲线对燃空当量比的测量效果,发现H656/O777可以实现更好的预测精度与更高的灵敏度;"非门控"模式可以利用更多的谱线强度比(H656/O777,H656/N+500,H656/N+567和H656/N746)进行标定测量,其中H656/O777的测试效果最好。比较分析了"门控"与"非门控"两种检测模式对标定测量的影响:"门控"检测模式在拟合优度与预测精度方面都要略优于"非门控"模式。此外,在保持聚焦点能量密度相同的情况下,研究了1 064,532和355nm三种不同激光波长对H,O和N特征谱线及H656/O777标定曲线斜率的影响:H,O和N特征谱线强度、信噪比以及H656/O777标定曲线的斜率均随激光波长的增加而增加。在三种波长中,1 064nm的激光最适合作为LIBS技术的光源,定量测量甲烷/空气混合气当量比。最后,分别从等离子体电子密度、温度对谱线强度与分布函数的影响方面,对以上实验结果给出理论上分析与说明。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 燃空当量比 门控模式 激光波长 电子密度 电子温度

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DME均质充量压燃着火过程的数值模拟研究 被引量：14

7

作者 陈志 黄震 +1 位作者 吕兴才 罗马吉 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-6,共6页

以新型发动机代用燃料二甲醚(DME)为例,采用最新研究的DME化学动力学反应机理(DME氧化机理包括336个基元反应,涉及78种组分),利用美国SANDIA国家实验室开发的CHEMKIN Ⅲ软件,进行了DME均质充量压燃着火过程的数值模拟,并从理论上讨论分... 以新型发动机代用燃料二甲醚(DME)为例,采用最新研究的DME化学动力学反应机理(DME氧化机理包括336个基元反应,涉及78种组分),利用美国SANDIA国家实验室开发的CHEMKIN Ⅲ软件,进行了DME均质充量压燃着火过程的数值模拟,并从理论上讨论分析了压缩比、进气温度、进气压力、燃空当量比、发动机转速对燃料着火时刻的影响。研究结果表明:DME的HCCI燃烧过程有明显的两阶段,压缩比、进气温度、进气压力、燃空当量比和发动机转速等参数的改变都会导致DME压燃着火过程的显著变化。 展开更多

关键词 发动机 二甲醚 DME 均质充量压缩着火 数值模拟 化学动力学 燃空当量比

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二甲醚均质压燃燃烧的详细化学动力学模拟研究 被引量：7

8

作者 罗马吉 黄震 +2 位作者 陈志 吕兴才 李德刚 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期642-647,共6页

采用由美国LawrenceLivermore国家实验室提出的二甲醚 (DME)详细化学动力学反应机理及其开发的HCT化学动力学程序 ,对均质充量压缩着火 (HCCI)发动机燃用DME的着火和燃烧过程进行了分析。为考虑壁面传热的影响 ,在HCT程序中增加了壁面... 采用由美国LawrenceLivermore国家实验室提出的二甲醚 (DME)详细化学动力学反应机理及其开发的HCT化学动力学程序 ,对均质充量压缩着火 (HCCI)发动机燃用DME的着火和燃烧过程进行了分析。为考虑壁面传热的影响 ,在HCT程序中增加了壁面传热子模型。采用该方法研究了燃空当量比、进气充量加热、发动机转速和EGR等因素对HCCI着火和燃烧的影响。结果表明 ,DME的HCCI燃烧过程有明显的低温反应放热和高温反应放热两阶段 ;增大燃空当量比、提高进气充量温度使着火提前 ;提高发动机转速和采用冷却EGR使着火滞后。 展开更多

关键词 HCCI 均质压燃燃烧 燃空当量比 燃烧过程 均质充量压缩着火 进气 EGR 发动机转速 放热 程序

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气体燃料船用主机工作过程三维数值模拟 被引量：4

9

作者 冯立岩 田江平 +1 位作者 翟君 隆武强 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期807-813,856,共8页

为了实现高效稀燃,纯气体燃料船用主机需要采取预混合气的"分区控制、湍流激扰"来保证可靠点火和快速火焰传播。设计了某型号气体燃料船用主机的燃烧系统。应用三维CFD软件对其工作过程进行了数值模拟分析,研究了缸内流场变... 为了实现高效稀燃,纯气体燃料船用主机需要采取预混合气的"分区控制、湍流激扰"来保证可靠点火和快速火焰传播。设计了某型号气体燃料船用主机的燃烧系统。应用三维CFD软件对其工作过程进行了数值模拟分析,研究了缸内流场变化、燃料-空气混合过程、点火和火焰传播过程,分析了预燃室内燃料加策略。研究为主机的燃烧系统设计和加浓喷射策略设计提供了初始数据支撑。研究结果表明:在点火时刻,主机预燃室内形成了当量比为1.05的稍浓混合气,有利于稳定点火和火焰快速传播;点火后,经由预燃室喷孔喷出的引燃火焰在主燃室内迅速扩展,在50°CA内即完成主燃烧。 展开更多

关键词 气体燃料 船用主机 稀薄燃烧 燃烧室 燃空当量比 点火 工作过程 数值模拟

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喷雾夹角影响柴油机混合气形成与燃烧的CFD研究 被引量：6

10

作者 石秀勇 李国祥 胡云萍 《车用发动机》 北大核心 2007年第1期19-23,共5页

运用CFD软件对直喷柴油机燃烧室中的喷雾及燃烧过程进行数值计算,考察了不同喷雾夹角下燃油的雾化过程、射流的发展形态以及近壁面区域浓度场的分布情况,并将计算结果进行了对比分析。结果表明,高速的射流漩涡对混合气的卷吸能力很强,... 运用CFD软件对直喷柴油机燃烧室中的喷雾及燃烧过程进行数值计算,考察了不同喷雾夹角下燃油的雾化过程、射流的发展形态以及近壁面区域浓度场的分布情况,并将计算结果进行了对比分析。结果表明,高速的射流漩涡对混合气的卷吸能力很强,油束末端的滞止区呈现较高的浓度;喷雾夹角过大会使燃油喷溅到燃烧室壁上,过小则活塞顶隙内的空气利用不充分,均对燃烧过程造成不良影响。 展开更多

关键词 柴油机 喷雾夹角 喷雾模型 CFD 燃空当量比

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基于AVL BOOST的氢燃料内燃机稀燃过程研究 被引量：5

11

作者 杨振中 尚明伟 《车用发动机》 北大核心 2008年第B06期88-90,共3页

应用AVL BOOST软件建立了氢燃料内燃机在稀燃状况下的计算模型,并在不同燃空当量比和点火时刻下,对氢内燃机燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果和试验结果吻合较好。在此基础上,进行了点火提前角和燃空当量比对氢内燃机燃烧过程的影响研究... 应用AVL BOOST软件建立了氢燃料内燃机在稀燃状况下的计算模型,并在不同燃空当量比和点火时刻下,对氢内燃机燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果和试验结果吻合较好。在此基础上,进行了点火提前角和燃空当量比对氢内燃机燃烧过程的影响研究,为合理组织氢内燃机的燃烧过程研究提供了依据。 展开更多

关键词 氢燃料内燃机 数值模拟 燃空当量比 点火提前角 稀薄燃烧

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氢内燃机及整车性能试验研究 被引量：5

12

作者 孙柏刚 向清华 刘福水 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1026-1030,共5页

为探索氢燃料应用于内燃机及车辆的各项性能,在一款2.0 L汽油机的基础上,重新设计发动机各系统及部件,研制出氢内燃机和样车,并进行了台架和整车试验.试验结果显示:氢内燃机功率和扭矩比同排量汽油机均下降40%左右,但最高指示热效率和... 为探索氢燃料应用于内燃机及车辆的各项性能,在一款2.0 L汽油机的基础上,重新设计发动机各系统及部件,研制出氢内燃机和样车,并进行了台架和整车试验.试验结果显示:氢内燃机功率和扭矩比同排量汽油机均下降40%左右,但最高指示热效率和有效热效率分别可达到40.4%和35.0%,NOx排放主要受混合气当量燃空比的影响.氢内燃机及整车各系统工作正常,动力性能也满足开发要求.氢内燃机汽车CO和HC排放显著降低,NOx排放仅为0.057 g/km,比国Ⅳ标准低了28.75%,具有良好的排放性能. 展开更多

关键词 氢内燃机 热效率 当量燃空比 排放

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PFI氢燃料内燃机NO_x排放特性的试验研究 被引量：5

13

作者 段俊法 刘福水 孙柏刚 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期1175-1179,共5页

对一台4缸进气道燃料喷射（PFI）氢内燃机进行试验,研究当量燃空比、点火提前角和热废气再循环对其NOx排放的影响和这些规律与转速的相关性。结果表明,当量燃空比是决定NOx的关键因素,在当量燃空比大于0.5时NOx排放随当量燃空比的增加... 对一台4缸进气道燃料喷射（PFI）氢内燃机进行试验,研究当量燃空比、点火提前角和热废气再循环对其NOx排放的影响和这些规律与转速的相关性。结果表明,当量燃空比是决定NOx的关键因素,在当量燃空比大于0.5时NOx排放随当量燃空比的增加急剧上升,在当量燃空比约为0.9时,出现接近10 000×10^-6的峰值;且转速越低,NOx排放的峰值越低,峰值对应的当量燃空比越小。当量燃空比在0.5-0.7范围内时,减小点火提前角可大大降低NOx排放,且转速越低,降低的程度越显著;采用热EGR也可显著减少NOx排放,且转速越低,效果越明显。 展开更多

关键词 进气道燃料喷射 NOX排放 当量燃空比 点火提前角 废气再循环

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缸内直喷式汽油机燃用化学计量比混合气的试验 被引量：1

14

作者 胡军军 周龙保 +1 位作者 黄勇诚 黄震 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期1181-1184,1192,共5页

将一台 TY1 1 0 0柴油机改装为缸内直接喷射汽油机 ,当发动机运行在不同负荷工况下 ,采用不同的混和气浓度分布 ,实现了部分负荷采用分层燃烧以获得发动机的经济性 ,全负荷采用化学计量比混合气 ,实现了均质预混和燃烧以获得发动机的动... 将一台 TY1 1 0 0柴油机改装为缸内直接喷射汽油机 ,当发动机运行在不同负荷工况下 ,采用不同的混和气浓度分布 ,实现了部分负荷采用分层燃烧以获得发动机的经济性 ,全负荷采用化学计量比混合气 ,实现了均质预混和燃烧以获得发动机的动力性 .台架试验表明 ,燃油消耗量能降低6% ,UBHC排放能降低 31 % ,NOx 排放能降低 1 0 % . 展开更多

关键词 汽油机 直接喷射 当量空燃比混合气 排放

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强化混合条件下乙醇柴油和柴油的喷雾混合特性 被引量：8

15

作者 邓鹏 黄荣华 +3 位作者 马寅杰 张永林 黄胜 孟宪超 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期144-151,共8页

通过可视化定容燃烧弹试验台,采用纹影法研究了强化混合条件对乙醇柴油（E 20）和柴油喷雾混合特性的影响,喷油压力为50~200,MPa,燃油温度为343~423,K.试验表明：随喷油压力提高,喷雾锥角略有减小,但喷雾贯穿距和喷雾体积显著增大,喷雾... 通过可视化定容燃烧弹试验台,采用纹影法研究了强化混合条件对乙醇柴油（E 20）和柴油喷雾混合特性的影响,喷油压力为50~200,MPa,燃油温度为343~423,K.试验表明：随喷油压力提高,喷雾锥角略有减小,但喷雾贯穿距和喷雾体积显著增大,喷雾的油气混合速率大幅提高;随燃油温度增加,喷雾锥角、喷雾贯穿距和喷雾体积变化不大,喷雾混合速率变化不明显.尽管乙醇的挥发性高于柴油,但添加乙醇对柴油喷雾的贯穿距和喷雾锥角影响不大.E 20喷雾贯穿距略小于柴油,喷雾锥角比柴油的约大5%,卷吸的空气体积比柴油稍大,燃空当量比小于柴油,形成稀混合气所需的时间更短.降低氧体积分数将使燃空当量比增大.提高喷油压力和掺混乙醇是加快柴油喷雾稀混合气形成速率的可行方法. 展开更多

关键词 乙醇柴油 强化混合 喷雾混合特性 燃空当量比

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基于长管法的柴油多次喷油规律及喷雾特性 被引量：6

16

作者 张志强 赵福全 +1 位作者 胡宗杰 李理光 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期330-335,共6页

基于长管法搭建多次喷射喷油规律测试系统,在验证其准确性的基础上,对多种2次和3次喷射方式进行喷油规律研究.发现实际喷射间隔小于设定的喷射间隔,并随着上一次喷射体积分数的增加而减小;每次喷射中喷油速率和喷油持续时间随着设定的... 基于长管法搭建多次喷射喷油规律测试系统,在验证其准确性的基础上,对多种2次和3次喷射方式进行喷油规律研究.发现实际喷射间隔小于设定的喷射间隔,并随着上一次喷射体积分数的增加而减小;每次喷射中喷油速率和喷油持续时间随着设定的喷油体积分数的增大而增加;调制出3种不同的3次喷射方式,并测试出其喷油规律;针对3次喷射和单次喷射,进行喷雾试验,发现3次喷射方式中的后两次喷射喷雾发展速度比第1次快,贯穿距和体积较第1次喷射时大,雾束平均燃空当量比比第1次喷射时小.不同方式下的3次喷射的雾束平均燃空当量比基本都小于1,整体雾化效果比单次喷射要好,其中均布式的3次喷射方式综合雾化效果最好. 展开更多

关键词 多次喷射 喷油规律 雾束平均燃空当量比

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二甲基醚(DME)喷雾混合特性的研究 被引量：5

17

作者 尧命发 许斯都 金萍 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期410-416,共7页

采用阴影法和数学模型方法研究二甲基醚喷雾混合特性 ,研究了缸内工质密度、喷孔直径、启喷压力等对二甲基醚喷雾混合特性的影响。试验结果表明 ,二甲基醚喷雾破碎期约为 0 .2 ms～ 0 .4ms,环境密度、喷孔直径越大 ,二甲基醚喷雾体发展... 采用阴影法和数学模型方法研究二甲基醚喷雾混合特性 ,研究了缸内工质密度、喷孔直径、启喷压力等对二甲基醚喷雾混合特性的影响。试验结果表明 ,二甲基醚喷雾破碎期约为 0 .2 ms～ 0 .4ms,环境密度、喷孔直径越大 ,二甲基醚喷雾体发展越不稳定 ;环境密度增大时 ,喷雾破碎期缩短 ,贯穿距减小、锥角增大 ;喷孔直径增大时 ,喷雾破碎期缩短 ,锥角增大 ,由于贯穿速度大 ,喷雾贯穿距增大 ;启喷压力对二甲基醚喷雾贯穿距影响不大 ,对喷雾锥角有些影响 ,启喷压力高 ,喷雾体发展初期 ,锥角增大 ,但空间发展后期 ,两种启喷压力的喷雾锥角趋于一致。喷雾混合特性计算结果表明 ,二甲基醚喷雾体平均化学当量空燃比比柴油大 ,因而柴油机燃用二甲基醚时涡流比不宜过大。环境密度增大 ,喷孔直径减小 。 展开更多

关键词 二甲基醚 DME 喷雾特性 混合 柴油机 化学当量空燃比 燃料 发动机 燃料过程

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