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煤粉射流火焰中碳烟浓度分布的LII测量 被引量:1
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作者 许开龙 李卓然 +3 位作者 张海 吴玉新 罗开红 吕俊复 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期232-237,共6页
基于Hencken型平面携带流反应器,使用激光诱导白炽光法(LII)测量煤粉火焰的碳烟浓度,并研究了激光能量密度F对测量的影响及火焰中碳烟的分布.研究发现,在F≤0.15,J/cm2时,煤颗粒信号相对较弱,碳烟信号占主导;在F>0.15,J/cm2时,煤颗... 基于Hencken型平面携带流反应器,使用激光诱导白炽光法(LII)测量煤粉火焰的碳烟浓度,并研究了激光能量密度F对测量的影响及火焰中碳烟的分布.研究发现,在F≤0.15,J/cm2时,煤颗粒信号相对较弱,碳烟信号占主导;在F>0.15,J/cm2时,煤颗粒信号干扰较强.F=0.05~0.08,J/cm2是最优能量密度范围.对本携带流实验系统,碳烟颗粒在距离出口80,mm处出现,且集中于中心中线4,mm范围内,碳烟浓度随着高度的增加先增加后降低,并在120,mm达到峰值. 展开更多
关键词 激光诱导白炽光法 碳烟 煤粉气流 激光能量密度
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基于LII技术的发动机缸内碳烟测量平台设计
2
作者 张玉林 苏岩 +2 位作者 李小平 解方喜 姜北平 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第2期92-97,共6页
设计并建立了LII技术结合双色法的碳烟定量测量系统,通过层流扩散火焰测试平台验证了LII测量系统的准确性。在光学发动机上应用该技术测量了不同循环喷油量下缸内碳烟体积分数分布,并研究了汽油直喷(GDI)发动机缸内碳烟的生成及发展历... 设计并建立了LII技术结合双色法的碳烟定量测量系统,通过层流扩散火焰测试平台验证了LII测量系统的准确性。在光学发动机上应用该技术测量了不同循环喷油量下缸内碳烟体积分数分布,并研究了汽油直喷(GDI)发动机缸内碳烟的生成及发展历程。结果表明,45.5 mg/c工况下所测得的碳烟最多,并且碳烟主要集中在活塞顶面附近且靠近喷油器一侧。对于5和10 mm 2个测量平面,缸内碳烟分别在32℃A ATDC和42℃A ATDC时刻达到最大值,之后由于氧化作用而逐渐减少。该LII缸内碳烟测量系统可以实现发动机燃烧过程中缸内碳烟分布的定量测量,为控制发动机微粒排放提供技术支持。 展开更多
关键词 碳烟 激光诱导炽光法 层流扩散火焰 汽油直喷发动机
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基于LII法醇类燃料GDI发动机的碳烟生成机制
3
作者 张玉林 苏岩 +3 位作者 解方喜 杨鹤 王俊 田华宇 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期498-506,共9页
为研究醇类燃料对汽油直喷(GDI)发动机缸内燃烧过程中碳烟生成的影响,应用双色激光诱导炽光(TCLII)法,通过一台单缸GDI光学发动机,对燃用甲醇混合燃料(M20)和乙醇混合燃料(E20)的缸内碳烟分布进行了二维定量测量.结果表明:与燃用纯异辛... 为研究醇类燃料对汽油直喷(GDI)发动机缸内燃烧过程中碳烟生成的影响,应用双色激光诱导炽光(TCLII)法,通过一台单缸GDI光学发动机,对燃用甲醇混合燃料(M20)和乙醇混合燃料(E20)的缸内碳烟分布进行了二维定量测量.结果表明:与燃用纯异辛烷(I100)相比,M20和E20的缸内压力峰值和放热率峰值均有所增加,对应的曲轴转角提前.对于LII测量,M20与E20对缸内碳烟生成的影响呈相反的趋势;E20的最高碳烟体积分数略高于I100,M20的碳烟体积分数是3种测试燃料中最低的,显著低于E20和I100;在测量平面上,I100的碳烟分布不均匀,在靠近进气门的一侧碳烟较多,M20和E20的碳烟分布相对比较均匀.根据排气微粒测量结果,M20和E20的微粒总数量浓度均显著减少. 展开更多
关键词 汽油直喷发动机 双色激光诱导炽光法 醇类 碳烟
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LII信号延迟与石蜡燃烧碳烟生成的研究
4
作者 徐睿 魏胜利 +1 位作者 陶平 冷先银 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第5期1723-1728,共6页
为了研究扩散火焰中的碳烟体积分数的分布,搭建了一套激光诱导炽光(LII)二维测试系统,同时,为了尽可能地排除干扰火焰稳定的因素,特选用石蜡作为研究对象,对不同激光能量对应的炽光信号延迟和火焰图像进行了对比分析。研究结果表明,激... 为了研究扩散火焰中的碳烟体积分数的分布,搭建了一套激光诱导炽光(LII)二维测试系统,同时,为了尽可能地排除干扰火焰稳定的因素,特选用石蜡作为研究对象,对不同激光能量对应的炽光信号延迟和火焰图像进行了对比分析。研究结果表明,激光波长532 nm、脉冲能量30 m J、能量密度0.2 J/cm2所对应的炽光信号延迟为最佳延迟,其延迟时间为158μs。基于双色测温原理并结合激光诱导炽光法对碳烟的分析结果表明,大气环境压力下,石蜡火焰中二维碳烟体积分数分布在火焰中部呈M型双峰分布,且在两侧最外围和中间碳烟体积分数为0。利用MATLAB建立的碳烟体积分数计算数学模型可用于分析炽光信号曲线和火焰图像的分析。 展开更多
关键词 激光诱导炽光法 双色法 信号延迟 碳烟体积分数
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用激光诱导炽光法定量测量火焰中的碳烟浓度 被引量:24
5
作者 何旭 马骁 王建昕 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期344-349,共6页
激光诱导炽光法作为一种非接触激光诊断技术,可以用来测量火焰中的二维碳烟体积分数分布,具有高的时间和空间分辨率.对于定量碳烟体积分数测试,需要对LII信号进行校准,来获得绝对的二维碳烟体积分数分布.近年来一种基于双色测温原理的... 激光诱导炽光法作为一种非接触激光诊断技术,可以用来测量火焰中的二维碳烟体积分数分布,具有高的时间和空间分辨率.对于定量碳烟体积分数测试,需要对LII信号进行校准,来获得绝对的二维碳烟体积分数分布.近年来一种基于双色测温原理的校准方法由于具有实现简单、测试精度高、可以在线进行标定等特点得到推广和使用.搭建了一套LII二维测试系统,获得了乙烯扩散火焰的碳烟体积分数分布二维图像.根据双色测温原理采用校准系统,对二维碳烟分布图像进行标定,获得绝对碳烟体积分数.结果显示,乙烯火焰中的碳烟最浓区分布在火焰的外侧,碳烟体积分数随火焰高度增加而增大,达到最大值后碳烟体积分数在氧化作用下开始逐渐降低,直至完全消失.研究结果验证了此套LII测试系统的有效性,可以用来进行碳烟体积分数定量测试. 展开更多
关键词 激光诱导炽光法 碳烟 扩散火焰 燃烧
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用激光诱导可见光法测量电场影响下火焰碳烟颗粒浓度的分布变化 被引量:16
6
作者 王宇 姚强 +3 位作者 何旭 马骁 宋蔷 李水清 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期34-39,共6页
建立了一套基于激光诱导可见光法(laser-induced incandescence,LⅡ)及双色标定法的颗粒体积浓度定量诊断系统。该系统利用高能脉冲激光瞬间加热火焰中的纳米颗粒,使颗粒迅速升温到3500-4000K,从而诱发可见光,再利用双色法进行标... 建立了一套基于激光诱导可见光法(laser-induced incandescence,LⅡ)及双色标定法的颗粒体积浓度定量诊断系统。该系统利用高能脉冲激光瞬间加热火焰中的纳米颗粒,使颗粒迅速升温到3500-4000K,从而诱发可见光,再利用双色法进行标定,确定光强与颗粒浓度的量化关系,从而计算出火焰中颗粒的绝对浓度以及二维分布。利用该系统测量电场影响下的碳烟颗粒浓度发现:外加电场可以降低火焰中碳烟颗粒的体积浓度,但在加压初期由于电场力作用而使浓度均有升高,±6kV后,离子风加强了物质间的混合,燃烧充分,浓度在小幅度升高后便持续剧烈下降,火焰高度也随之下降。热泳力瞬时采样法佐证了负电场对火焰碳烟颗粒浓度有更强的抑制作用,当电压为-15kV时,浓度降低至原浓度的10%。 展开更多
关键词 激光诱导可见光 纳米颗粒 碳烟 浓度测量 火焰
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掺混含氧燃料的柴油替代物部分预混火焰中多环芳香烃的荧光光谱和碳烟浓度 被引量:23
7
作者 张鹏 刘海峰 +2 位作者 陈贝凌 唐青龙 尧命发 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第1期32-40,共9页
为研究不同含氧燃料与柴油掺混后碳烟降低机理,本文在自行设计的燃烧器上构建部分预混层流火焰,采用甲苯和正庚烷混合物(T20,20%(体积分数)甲苯、80%正庚烷)作为柴油替代物,并分别添加甲醇、乙醇、正丁醇、丁酸甲酯和2,5-二甲基呋喃(DM... 为研究不同含氧燃料与柴油掺混后碳烟降低机理,本文在自行设计的燃烧器上构建部分预混层流火焰,采用甲苯和正庚烷混合物(T20,20%(体积分数)甲苯、80%正庚烷)作为柴油替代物,并分别添加甲醇、乙醇、正丁醇、丁酸甲酯和2,5-二甲基呋喃(DMF),且保证混合燃料的含氧量均为4%.进而应用激光诱导荧光法和激光诱导炽光法分别测量不同混合燃料的火焰中多环芳香烃(PAHs)的荧光光谱和碳烟浓度.结果表明:通过PAHs的荧光光谱可测量不同燃料火焰中PAHs的生成和增长历程.四环芳香烃(A4)的生成氧化规律和碳烟基本一致,说明通过分析A4变化可以预测碳烟变化.添加含氧燃料后,T20燃料中甲苯含量降低是导致PAHs的荧光光谱强度降低和碳烟生成量减少的主要原因;同时不同含氧燃料本身对多环芳香烃的生成贡献能力也是影响PAHs的荧光强度和碳烟生成的重要原因.含氧量相当时,掺混正丁醇后PAHs的荧光光谱强度和碳烟浓度比添加甲醇、乙醇、丁酸甲酯和DMF这四种含氧燃料的更低.因此从含氧燃料结构来讲,正丁醇掺混入T20燃料中降低PAHs和碳烟作用最显著. 展开更多
关键词 含氧燃料 多环芳香烃 碳烟浓度 激光诱导荧光光谱 激光诱导炽光
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运用激光诱导发光法测量碳黑粒子浓度的模拟计算 被引量:13
8
作者 王飞 严建华 +2 位作者 马增益 李宁 岑可法 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期6-11,共6页
激光诱导发光的方法是测量燃烧过程中颗粒浓度的有效方法。这种方法最吸引人的特点是粒子经过激光加热后,产生的辐射远高于周围火焰的辐射,这样可以有效地剔除火焰自身的辐射对测量的影响。该文介绍了激光诱导发光法测量碳黑粒子浓度的... 激光诱导发光的方法是测量燃烧过程中颗粒浓度的有效方法。这种方法最吸引人的特点是粒子经过激光加热后,产生的辐射远高于周围火焰的辐射,这样可以有效地剔除火焰自身的辐射对测量的影响。该文介绍了激光诱导发光法测量碳黑粒子浓度的模型,对激光加热过程中碳黑的粒径和温度的变化进行了计算,并与经典结果进行了对比,验证了计算的有效性,文中最后考察了几个重要因素:初始温度(即火焰温度)、初始粒径、激光器波长和激光器强度对碳黑加热过程的影响。该文的数值模拟计算为进一步测量研究奠定基础。 展开更多
关键词 热能动力工程 激光诱导发光 碳黑 浓度测量
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基于激光诊断的生物柴油碳烟生成特性研究 被引量:10
9
作者 何旭 马骁 +1 位作者 吴复甲 王建昕 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-5,共5页
制作了1个以液体为燃料可以产生层流扩散火焰的燃烧器,应用双色激光诱导炽光法(LII)技术来测量火焰中的绝对碳烟体积分数。基于在2个波长上获取的火焰中某1点的LII信号,获得被激光加热的碳烟粒子温度,同时得到此点的碳烟浓度,通过映射... 制作了1个以液体为燃料可以产生层流扩散火焰的燃烧器,应用双色激光诱导炽光法(LII)技术来测量火焰中的绝对碳烟体积分数。基于在2个波长上获取的火焰中某1点的LII信号,获得被激光加热的碳烟粒子温度,同时得到此点的碳烟浓度,通过映射得到火焰的二维碳烟浓度分布。采用激光诱导荧光法可获得碳烟前驱物多环芳香烃在火焰中的二维分布,将激光诱导荧光和激光诱导炽光相结合,在柴油和生物柴油混合燃料的层流扩散火焰上进行测试。研究结果表明,随着生物柴油掺混比例的增加,碳烟和多环芳香烃的最大浓度都随之降低,浓区分布面积也进一步缩小。 展开更多
关键词 内燃机 激光诱导荧光 激光诱导炽光 碳烟 生物柴油 柴油机
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利用激光诱导炽光法定量测量柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数 被引量:12
10
作者 唐青龙 张鹏 +1 位作者 刘海峰 尧命发 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第5期980-988,共9页
激光诱导炽光(LII)法是一种用于测量火焰中碳烟体积分数的光学测试方法.本文介绍了LII的基本原理以及LII实现定量测量的常见标定方法,建立了一套基于双色法-激光诱导炽光法(2C-LII)的用于柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数定量测量的测试... 激光诱导炽光(LII)法是一种用于测量火焰中碳烟体积分数的光学测试方法.本文介绍了LII的基本原理以及LII实现定量测量的常见标定方法,建立了一套基于双色法-激光诱导炽光法(2C-LII)的用于柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数定量测量的测试系统,该测试系统采用双成像原理,可以实现多点标定和全视场范围内的碳烟体积分数测量.在一台工作在1200 r?min-1、喷油量21 mg的光学单缸柴油机上,研究了60、100和140MPa三个不同喷油压力下,缸内燃烧过程碳烟的分布情况,结果表明,碳烟自发光出现在燃烧放热率峰值之后,且随着喷油压力提高,碳烟发光持续期缩短,碳烟发光强度降低.测试区域内火焰中的碳烟体积分数范围约为0-50×10-6.不同喷油压力下,碳烟生成初期、碳烟峰值和碳烟氧化三个阶段内平均碳烟体积分数的范围分别是:5×10-6-9×10-6,15×10-6-20×10-6和14×10-6-16×10-6.喷油压力提高后火焰中的碳烟分布区域面积增大,平均碳烟体积分数减小,碳烟体积分数的空间分布趋于均匀. 展开更多
关键词 激光诱导炽光法 柴油机 碳烟 定量测量
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协流部分预混燃烧器设计及激光诊断测量 被引量:6
11
作者 张鹏 刘海峰 +2 位作者 陈贝凌 唐青龙 尧命发 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期157-164,共8页
针对液体燃料层流燃烧的实验测量需要,设计一个边界条件可控的、稳定的液体燃料层流部分预混燃烧器.选取正庚烷与甲苯混合后的液体燃料作为验证火焰的实验燃料.火焰直接成像、双色法测温、激光诊断测量结果均与类似的部分预混火焰测量... 针对液体燃料层流燃烧的实验测量需要,设计一个边界条件可控的、稳定的液体燃料层流部分预混燃烧器.选取正庚烷与甲苯混合后的液体燃料作为验证火焰的实验燃料.火焰直接成像、双色法测温、激光诊断测量结果均与类似的部分预混火焰测量结果相近,表明了所设计燃烧器火焰的可靠性.激光诊断的研究结果清晰地表明了火焰在不同高度下碳烟及其前驱物多环芳香烃(PAHs)的生成氧化历程,为验证和发展液体燃料浓预混条件下的碳烟生成氧化机理提供数据支撑. 展开更多
关键词 液体燃烧器 部分预混层流火焰 激光诱导荧光 温度 激光诱导炽光
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激光诱导炽光技术测试过程的数值模拟 被引量:5
12
作者 何旭 李红梅 +2 位作者 郑亮 齐运亮 王建昕 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1048-1053,共6页
建立了激光诱导炽光技术测试过程的数学模型,对激光加热过程中碳烟粒子的粒径和温度的变化进行计算,并基于模型重点考察了入射激光波长、入射激光能量密度及初始粒径对碳烟粒子加热过程的影响.结果表明,入射激光波长选择532 nm是比较好... 建立了激光诱导炽光技术测试过程的数学模型,对激光加热过程中碳烟粒子的粒径和温度的变化进行计算,并基于模型重点考察了入射激光波长、入射激光能量密度及初始粒径对碳烟粒子加热过程的影响.结果表明,入射激光波长选择532 nm是比较好的选择,激光能量密度对激光诱导炽光技术的测试过程的影响很大,可以利用温度衰减速率推断碳烟粒子的初始粒径;该数学模型的建立及数值模拟表明运用激光诱导炽光技术可以推断碳烟初始粒径. 展开更多
关键词 激光诱导炽光 碳烟 粒径
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基于激光诱导炽光法进行碳烟测量的研究进展 被引量:6
13
作者 刘福水 花阳 +2 位作者 吴晗 高永利 吴昊 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-12,共12页
激光诱导炽光法(Laser Induced Incandesence,LⅡ)是一种非接触式的光学诊断方法,可获得激光片光照射薄层内瞬时碳烟的二维分布,具有较高的时间与空间分辨率,已经成为一种重要的碳烟测量技术。本文首先介绍了LⅡ技术的发展历程和基本原... 激光诱导炽光法(Laser Induced Incandesence,LⅡ)是一种非接触式的光学诊断方法,可获得激光片光照射薄层内瞬时碳烟的二维分布,具有较高的时间与空间分辨率,已经成为一种重要的碳烟测量技术。本文首先介绍了LⅡ技术的发展历程和基本原理,然后从数值模拟、定性和定量测量3个方面详细综述了LⅡ用于碳烟测量的技术方法以及国内外的研究进展,并对今后的发展提出了建议。实现定量测量的标定方法主要有采样法、LⅡ结合消光法(Light Extinction Method,LEM)和双色法LⅡ(2-Color Laser Induced Incandesence,2C-LⅡ),其中2C-LⅡ因实现相对简单,可以在线实时标定,因此在国内外获得了较大的发展。本文通过总结国内外LⅡ技术在测量碳烟方面的研究成果,希望让国内同行了解该方法的研究现状以及该方法在揭示碳烟生成氧化机理方面的重要作用,为其今后的发展提供一些参考。 展开更多
关键词 激光诱导炽光法(LⅡ) 碳烟 定量测量 光学诊断 研究进展
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基于二维激光诱导炽光法的棉籽油扩散火焰碳烟生成特性 被引量:6
14
作者 何旭 张志鹏 +5 位作者 吴昊 高永利 花阳 刘凤山 李向荣 刘福水 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期235-240,326,共7页
搭建了一套二维激光诱导炽光测试系统,获得乙烯扩散火焰的碳烟体积分数,并将其与单点标定激光诱导炽光法和消光法得到的测试结果比对,验证了该测试系统的有效性.在一台液体燃烧器上,应用二维激光诱导炽光法研究棉籽油掺混比对柴油层流... 搭建了一套二维激光诱导炽光测试系统,获得乙烯扩散火焰的碳烟体积分数,并将其与单点标定激光诱导炽光法和消光法得到的测试结果比对,验证了该测试系统的有效性.在一台液体燃烧器上,应用二维激光诱导炽光法研究棉籽油掺混比对柴油层流扩散火焰碳烟生成的影响.结果表明:随掺混比的增加,最大碳烟体积分数以及碳烟总量呈现降低趋势.在轴心方向上随火焰高度的增加,碳烟体积分数逐渐增加,在中部达到最大值,随火焰高度的进一步增加,碳烟体积分数开始降低.径向上的碳烟浓度峰值随火焰高度的上升由火焰外侧向火焰中心移动,且峰值先增加后降低. 展开更多
关键词 棉籽油 碳烟 层流扩散火焰 二维激光诱导炽光法
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激光能量密度对激光诱导炽光技术测试碳烟粒径的影响 被引量:4
15
作者 高永利 何旭 +3 位作者 李红梅 刘凤山 李向荣 刘福水 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期2425-2430,共6页
激光诱导炽光(Laser Induced Incandescence,LII)技术,由于其具有高的时间和空间分辨率,被认为是一种适合于测试碳烟浓度的技术,也可以用来测试碳烟主小球粒径。在LII测试过程中,不同激光能量密度对测试精度影响很大,高激光能量密度具... 激光诱导炽光(Laser Induced Incandescence,LII)技术,由于其具有高的时间和空间分辨率,被认为是一种适合于测试碳烟浓度的技术,也可以用来测试碳烟主小球粒径。在LII测试过程中,不同激光能量密度对测试精度影响很大,高激光能量密度具有较高的信噪比,但是对于碳烟粒径测试,为了避免升华,应尽量使用低的激光能量密度。具体在利用激光诱导炽光技术推断碳烟粒径的实验中所用的低能量密度为何值,需要结合理论模型分析和实验进行确定。首先基于LII测试过程的数学模型进行了理论分析,然后在乙烯层流扩散火焰的相同位置上,测试得到了不同激光能量密度下的碳烟主小球粒径,分析确定了测试所需的最佳激光能量密度。为进一步测试碳烟的主小球粒径奠定了基础。 展开更多
关键词 激光诱导炽光 激光能量密度 碳烟 主小球粒径
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掺混甲醇对汽油层流扩散火焰碳烟生成的影响 被引量:5
16
作者 刘福水 花阳 +2 位作者 吴晗 何旭 吴昊 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期60-67,共8页
在一台协流扩散燃烧器上,应用双色激光诱导炽光法(TC-LII)得到了火焰内二维碳烟体积分数分布.在燃料流量和碳流量一定时,研究了甲醇掺混比对汽油火焰碳烟生成的影响.结果表明:燃料流量一定时,与纯汽油相比,M20(甲醇体积分数为20%),、M40... 在一台协流扩散燃烧器上,应用双色激光诱导炽光法(TC-LII)得到了火焰内二维碳烟体积分数分布.在燃料流量和碳流量一定时,研究了甲醇掺混比对汽油火焰碳烟生成的影响.结果表明:燃料流量一定时,与纯汽油相比,M20(甲醇体积分数为20%),、M40、M60和M80的峰值碳烟分别降低了50.7%,、74.8%,、91.0%,和97.8%,,平均碳烟分别降低了53.4%,、85.6%,、97.3%,和99.8%,.碳流量一定时,峰值和平均碳烟的降幅相比燃料流量一定时略有降低.这表明燃料流量一定时,甲醇掺混引发的碳元素质量流量的降低对碳烟降低的贡献很小,甲醇对碳烟的降低主要通过对燃料中芳烃的稀释作用及化学反应动力学的影响.火焰整体碳烟生成的起始高度随甲醇掺混比的增加而升高.火焰中心碳烟的起始高度在燃料流量一定时,随甲醇掺混比的增加而降低,碳流量一定时,随甲醇掺混比的增加略有升高.火焰中心碳烟体积分数随高度的增加,呈3段变化趋势.不同高度上,火焰径向碳烟峰值随火焰高度的上升由火焰外侧向中心移动,且峰值先增加后降低. 展开更多
关键词 汽油 甲醇 碳烟 层流扩散火焰 双色激光诱导炽光法
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基于激光诱导炽光法的柴油喷雾燃烧碳烟生成特性 被引量:8
17
作者 陈亮 成晓北 +2 位作者 颜方沁 郑亮 王志 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期390-396,共7页
采用激光诱导炽光法(LII),对高温高压定容燃烧弹内柴油喷雾燃烧火焰及碳烟生成的二维分布图像进行了测量分析,研究了在不同定容室环境温度、环境压力和喷射压力下燃烧火焰和油气混合特性对碳烟生成与分布的影响规律.结果表明:柴油燃料... 采用激光诱导炽光法(LII),对高温高压定容燃烧弹内柴油喷雾燃烧火焰及碳烟生成的二维分布图像进行了测量分析,研究了在不同定容室环境温度、环境压力和喷射压力下燃烧火焰和油气混合特性对碳烟生成与分布的影响规律.结果表明:柴油燃料滞燃期会随环境温度和环境压力的升高而缩短;扩散燃烧火焰的浮起长度内空气卷吸量是影响碳烟形成过程的一个重要因素,高的环境温度和环境压力,以及低的喷油压力会产生较短的柴油火焰浮起长度;高的柴油喷射压力、低的环境压力和温度所产生的LII信号强度较弱,即此时激光片光内的碳烟体积分数较小.在喷雾混合中自然形成的混合气浓度分层和温度分层,既影响到混合气的着火和燃烧过程,又诱发碳烟颗粒的产生,研究结果对优化燃烧系统设计,验证燃烧模型提供了有价值的依据. 展开更多
关键词 激光诱导炽光法 定容燃烧弹 火焰浮起长度 碳烟体积分数
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正庚烷喷雾扩散火焰中碳烟体积分数的定量测量 被引量:7
18
作者 郑亮 肖国炜 +1 位作者 王建昕 帅石金 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期14-19,共6页
激光诱导炽光法(LII)是研究火焰中碳烟体积分数和粒径的重要光学测试方法,但要实现碳烟体积分数的定量测量尚有很大难度.建立了用激光消光法(LEM)进行定量标定的LII测试系统,在定容燃烧弹中实现了喷雾扩散火焰中碳烟体积分数的定量测量... 激光诱导炽光法(LII)是研究火焰中碳烟体积分数和粒径的重要光学测试方法,但要实现碳烟体积分数的定量测量尚有很大难度.建立了用激光消光法(LEM)进行定量标定的LII测试系统,在定容燃烧弹中实现了喷雾扩散火焰中碳烟体积分数的定量测量.结果表明,将LII和LEM的测试结果相关联,可以用来判定每一次LII测试是否受到了信号俘获现象的影响,通过合理去除无效点,可以有效地降低信号俘获现象对标定结果的影响.应用该测试系统研究了正庚烷喷雾扩散火焰的碳烟生成特性,当初始环境温度从800,K升高至823,K时,正庚烷喷雾扩散火焰中的峰值碳烟体积分数升高,并且碳烟初始生成位置更靠近喷嘴. 展开更多
关键词 正庚烷 激光诱导炽光法 激光消光法 碳烟体积分数 定容燃烧弹 喷雾扩散火焰
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内燃机光学诊断试验平台和测试方法综述 被引量:9
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作者 何旭 伍岳 +9 位作者 马骁 李雁飞 齐运亮 刘泽昌 徐一凡 周扬 李熊伟 刘聪 冯海涛 刘福水 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1-52,共52页
活塞式内燃发动机是现代工业中应用最为广泛的动力机械装置。由于其内部燃料喷射、蒸发、燃烧等复杂的工作过程会对发动机的结构可靠性、能量利用效率和污染物生成产生极大影响,研究内部过程的物理机理并确定控制策略对于发动机的设计... 活塞式内燃发动机是现代工业中应用最为广泛的动力机械装置。由于其内部燃料喷射、蒸发、燃烧等复杂的工作过程会对发动机的结构可靠性、能量利用效率和污染物生成产生极大影响,研究内部过程的物理机理并确定控制策略对于发动机的设计和改进具有重要的科学意义和实用价值。近年来,为更加深入理解发动机内部工作过程,研究人员广泛采用光学诊断试验技术来测量发动机缸内流动和燃烧特性。本文首先介绍了各类用于模拟发动机工作过程的试验台架(如定容燃烧弹、快速压缩机、光学发动机等)。在此基础上,分析了各类光学诊断技术的基本原理及其在发动机研究中的应用。光学诊断技术分为两类进行讨论,分别是基于传统光学的传统诊断技术(如纹影法、双色法等)和基于激光的先进诊断技术(如粒子图像测速法、激光诱导荧光法等)。光学诊断技术可在多尺度下测量缸内温度、物质浓度、液滴粒径等参数,为准确评估发动机喷油、蒸发、燃烧过程提供试验依据。更重要的是,光学诊断技术为更加深入理解高温高压环境下流动、燃烧的物理/化学机理提供了可能性,为开发高功率、高能效、低排放的先进发动机提供可靠的试验手段,同时为研究人员未来开展基础试验研究、更加深入地理解发动机工作过程提供指导。 展开更多
关键词 内燃机 光学诊断 可视化 喷雾 燃烧 定容燃烧弹 快速压缩机 光学发动机 纹影法 双色法 消光法 折射率匹配法 粒子图像测速 激光诱导荧光 激光诱导炽光 相位多普勒
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不同醇类燃料对柴油替代物部分预混火焰多环芳烃及碳烟演化的影响 被引量:7
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作者 刘海峰 张朔 +1 位作者 张鹏 尧命发 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期313-321,共9页
针对柴油替代燃料TRF20(80%正庚烷+20%甲苯体积比混合物),分别掺混甲/乙/丁醇燃料,在燃烧器上建立部分预混层流火焰.采用平面激光诱导荧光和双色激光诱导炽光对火焰中生成的碳烟前驱物多环芳烃以及碳烟进行光学诊断研究,得到了多环芳烃... 针对柴油替代燃料TRF20(80%正庚烷+20%甲苯体积比混合物),分别掺混甲/乙/丁醇燃料,在燃烧器上建立部分预混层流火焰.采用平面激光诱导荧光和双色激光诱导炽光对火焰中生成的碳烟前驱物多环芳烃以及碳烟进行光学诊断研究,得到了多环芳烃的荧光强度、分布以及碳烟的体积分数、粒径,分析了稀释甲苯对多环芳烃生成影响以及醇类结构对碳烟生成的影响.结果表明:柴油替代燃料TRF20中分别掺混甲/乙/丁醇后,从混合燃料的成分角度讲,甲苯含量的稀释是碳烟前驱物多环芳烃以及碳烟降低的最主要原因,从掺混的三种醇类分子结构的角度讲,柴油替代燃料TRF20中掺混正丁醇减少碳烟前驱物多环芳烃和碳烟体积分数的效果最佳.掺混丁醇后碳烟粒径最小,其次是掺混乙醇,掺混甲醇的粒径最大且只是略低于TRF20燃料. 展开更多
关键词 甲/乙/丁醇 部分预混层流火焰 平面激光诱导荧光 激光诱导炽光 多环芳烃 碳烟
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