过量空气系数和点火时刻对缸内直喷氢内燃机燃烧与排放特性的影响研究

1

作者 贾滨 黄泽远 +3 位作者 胡祯 周磊 钟力嘉 卫海桥 《内燃机工程》 北大核心 2025年第2期11-18,共8页

基于一台缸内直喷氢内燃机三维模型,开展了过量空气系数和点火时刻对缸内直喷氢内燃机燃烧与排放的影响研究。研究结果表明:随着过量空气系数从2.5降低至2.1,缸压峰值从6.9 MPa增加到10.5 MPa,缸压峰值相位从压缩上止点后18.0°提... 基于一台缸内直喷氢内燃机三维模型,开展了过量空气系数和点火时刻对缸内直喷氢内燃机燃烧与排放的影响研究。研究结果表明:随着过量空气系数从2.5降低至2.1,缸压峰值从6.9 MPa增加到10.5 MPa,缸压峰值相位从压缩上止点后18.0°提前到了上止点后12.5°。降低的过量空气系数增大了浓混合气区域,积聚在火花塞附近及气缸壁面附近。此外,过量空气系数的降低加快燃烧速度并升高燃烧温度,导致NOx排放增加。随着点火时刻从上止点前5°提前至上止点前9°,缸压峰值从7.9 MPa增加到9.3 MPa,缸压峰值相位从上止点后18.5°提前到上止点后14.0°。点火时刻的提前使缸内平均温度从1900 K上升到2050 K,导致了NOx排放增加。 展开更多

关键词 过量空气系数 点火时刻 燃烧 排放 缸内直喷氢发动机

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缸内直喷氢内燃机控制参数对混合气形成及燃烧特性的影响研究

2

作者 李冬野 刘少鹏 +2 位作者 胡祯 周磊 卫海桥 《内燃机工程》 北大核心 2025年第1期9-16,26,共9页

基于一台直列4缸四冲程缸内直喷氢内燃机,建立了三维计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真计算模型,研究了发动机控制参数对混合气形成及燃烧特性的影响。研究结果表明:随着当量比的增大和点火时刻的提前,发动机的缸内... 基于一台直列4缸四冲程缸内直喷氢内燃机,建立了三维计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真计算模型,研究了发动机控制参数对混合气形成及燃烧特性的影响。研究结果表明:随着当量比的增大和点火时刻的提前,发动机的缸内压力和放热率峰值升高,同时缸内压力和放热率的峰值相位推迟。减小当量比使氢气和空气的混合气分布大致相同但更加稀薄,更靠近火花塞的浓混合气分布是提升火焰传播速度的关键。随着氢气喷射时刻的推迟,缸内压力和放热率峰值增大,点火延迟缩短,燃烧相位提前。喷射压力和喷射时刻对燃烧过程的影响均取决于缸内混合气的分布状态。 展开更多

关键词 直喷 氢发动机 内燃机 控制参数 混合气形成 燃烧特性

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车用小型化内燃机余热回收ORC系统试验 被引量：2

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作者 石晓磊 高妍 +1 位作者 田华 王轩 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期185-191,共7页

基于有机朗肯循环(ORC)原理,针对车用内燃机余热回收系统,搭建了集成化试验台架并开展了台架综合性能试验,探究了内燃机余热回收ORC系统小型化优势和上车应用的潜力.结果表明:设计搭建的试验台架主体尺寸为800 mm×750 mm×620 ... 基于有机朗肯循环(ORC)原理,针对车用内燃机余热回收系统,搭建了集成化试验台架并开展了台架综合性能试验,探究了内燃机余热回收ORC系统小型化优势和上车应用的潜力.结果表明:设计搭建的试验台架主体尺寸为800 mm×750 mm×620 mm,质量为200 kg左右,具有一定的小型化优势;ORC系统整体运行具有较好的稳定性和可靠性,在发动机转速为1300 r/min、转矩为600 N·m工况下,工质质量流量为0.1716 kg/s,蒸发压力达到1.26 MPa,膨胀机运行转速调整为1456 r/min时,ORC系统的输出功率达到2.64 kW. 展开更多

关键词 车用内燃机 余热回收 有机朗肯循环

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内燃机余热回收低压有机朗肯循环系统性能优化及试验

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作者 凌智 金质儒 +1 位作者 王轩 田华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期456-462,共7页

利用工质比热容与余热源之间的匹配关系,提出了缸套水与烟气余热分别由五氟丙烷(R245fa)工质两相区与过热区匹配吸收的单回路低蒸发压力有机朗肯循环(SLL-ORC),并与复杂度相当的预回热CO_(2)跨临界动力循环(PR-CTPC)进行对比.结果表明:... 利用工质比热容与余热源之间的匹配关系,提出了缸套水与烟气余热分别由五氟丙烷(R245fa)工质两相区与过热区匹配吸收的单回路低蒸发压力有机朗肯循环(SLL-ORC),并与复杂度相当的预回热CO_(2)跨临界动力循环(PR-CTPC)进行对比.结果表明:在回收余热温度低、缸套水余热量大的内燃机余热时,SLL-ORC性能较好,其理论最大输出功率为16.13 kW,对应蒸发压力为910 kPa、过热度为80℃,且余热回收系统具有较高的热效率.基于此SLL-ORC构型搭建试验台架,试验验证了缸套水在R245fa工质两相区回收的可行性,在试验测试余热源和透平转速均未达到设计值时系统发电机产生的电能为9.41 kW,有效提升柴油机热效率绝对值可达2.98%. 展开更多

关键词 内燃机 余热回收 有机朗肯循环 试验

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基于浓度与活性分层的汽油小负荷压燃研究

5

作者 张蕾 张珊珊 +1 位作者 邬斌扬 苏万华 《内燃机学报》 北大核心 2025年第2期97-106,共10页

汽油压燃发动机具有高效清洁运行的潜力,基于自行搭建的汽、柴油双燃料发动机试验平台及缸内燃烧数值模拟方式,研究了汽油双、单歧管喷射策略及柴油单次、两次直喷策略所产生的燃料分层对汽油压燃小负荷燃烧的优化效果.结果表明:在转速... 汽油压燃发动机具有高效清洁运行的潜力,基于自行搭建的汽、柴油双燃料发动机试验平台及缸内燃烧数值模拟方式,研究了汽油双、单歧管喷射策略及柴油单次、两次直喷策略所产生的燃料分层对汽油压燃小负荷燃烧的优化效果.结果表明:在转速为1500 r/min、燃料热量为610.4 J/cyc的小负荷工况下,单歧管策略的缸内混合气浓度分层程度显著高于双歧管策略,有利于火核产生,提升着火性能,但燃烧效率低下.因此采用直喷微量柴油的策略使混合气活性大幅提升,活性基团产生与消耗速率加快,不同直喷策略导致混合气燃烧特性产生变化.在汽油预混率为86%的工况下,柴油早喷(-160°CAATDC)时的平均指示压力和指示热效率(ITE)分别为0.53 MPa和49.41%,NO_(x)、CO和总碳氢化合物(THC)排放水平降低,但压力升高率超限.优化喷射策略,采用多次直喷可灵活调控混合气浓度与活性分布,延缓放热进而降低压力升高率.在一次柴油早喷量为1.9 mg/cyc、二次柴油直喷量为1.0 mg/cyc时,指示热效率进一步提升至49.55%. 展开更多

关键词 双燃料发动机 汽油压燃 双、单歧管喷射策略 活性分层

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基于虚拟仿真模型的轻型车在用RDE排放预测

6

作者 苏庆鹏 赵华 +2 位作者 胡雨馨 张帆 裴毅强 《内燃机学报》 北大核心 2025年第1期55-63,共9页

为进一步准确预测在用乘用车实时驾驶排放,搭建了以发动机-后处理虚拟仿真为核心的在用排放预测模型.首先建立了发动机一维模型,与稳态和瞬态发动机原排测试数据进行了对比和标定.结果表明:在用实际行驶排放测试(RDE)工况下,CO和NO的原... 为进一步准确预测在用乘用车实时驾驶排放,搭建了以发动机-后处理虚拟仿真为核心的在用排放预测模型.首先建立了发动机一维模型,与稳态和瞬态发动机原排测试数据进行了对比和标定.结果表明:在用实际行驶排放测试(RDE)工况下,CO和NO的原排累积质量相对误差分别为9.2%、5.8%;其次进行后处理性能试验,对后处理温度、起燃和老化模型进行标定验证,在全球轻型车测试循环工况(WLTC)前35 s,三元催化转化器轴向最大温度误差为52℃,CO、NO的排放累积质量误差为0.0385 g(5.90%)和0.0011 g(0.75%);最后利用RDE排放预测模型在不同催化器老化状态下,进行WLTC、RDE和95%分位的激烈驾驶参考循环(RTS-95)工况的排放规律探究.研究发现:NO排放对工况更加敏感,超限风险更高.设定NO瞬时质量排放阈值为8 mg/s,以RTS-95循环在分散因子为0.6条件下的NO仿真结果为例,对催化器分散因子进行预警窗口宽度探究,结果表明:增加预警窗口宽度将会降低误判率和冷启动超限的识别概率. 展开更多

关键词 虚拟仿真模型 催化转化器老化 在用实际行驶排放测试 排放预测

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氨能融合燃料面临的挑战与对策

7

作者 刘永峰 张青山 +1 位作者 宋金瓯 潘家营 《节能与环保》 2025年第1期33-39,共7页

氨(NH3)是一种不含碳的携氢燃料,易制备且燃烧不产生CO_(2),热解脱氢所需的能量低,与碳氢燃料(如柴油)融合燃烧时,可以达到提高燃料能量利用率及减少温室气体排放的目的。本文阐述了目前氨能融合燃料发展的必要性,对常用的氨能融合燃料... 氨(NH3)是一种不含碳的携氢燃料,易制备且燃烧不产生CO_(2),热解脱氢所需的能量低,与碳氢燃料(如柴油)融合燃烧时,可以达到提高燃料能量利用率及减少温室气体排放的目的。本文阐述了目前氨能融合燃料发展的必要性,对常用的氨能融合燃料(氨—氢气、氨—甲烷和氨—柴油)内燃机发展中面临的如稳定性差、燃烧慢和着火难等挑战,提出了优化氢气掺杂比例和燃烧室设计、低温脱硝、调整氨占比和富氧环境等对策,并对氨能融合燃料未来的发展进行了展望。 展开更多

关键词 氨能融合燃料 零碳燃烧 温室气体

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自燃着火与火焰传播的判别方法研究综述

8

作者 张璇 刘海峰 尧命发 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第2期188-196,共9页

在新型低温燃烧模式中,大多存在自燃着火和火焰传播共存的现象,但二者之间的相互作用机制尚且不明.鉴于此,从实验和数值模拟两方面回顾了国内外关于自燃和火焰传播的判别方法,总结了各种方法的特点及适用范围,并对数值模拟中的速度判定... 在新型低温燃烧模式中,大多存在自燃着火和火焰传播共存的现象,但二者之间的相互作用机制尚且不明.鉴于此,从实验和数值模拟两方面回顾了国内外关于自燃和火焰传播的判别方法,总结了各种方法的特点及适用范围,并对数值模拟中的速度判定、Da数判定和CEMA判定3种方法进行了重点介绍.在未来,将机器学习和图像处理技术应用于燃烧诊断领域,有望实现自燃着火和火焰传播的定量和定性判断,明晰两者之间的作用机制,为新型燃烧模式中燃烧过程的调控提供理论指导. 展开更多

关键词 自燃着火 火焰传播 Da数 化学爆炸模式分析 速度

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汽油HCCI发动机串联复合涡轮废气能量分配研究

9

作者 林钰梅 张珊珊 +1 位作者 邬斌扬 苏万华 《内燃机学报》 北大核心 2025年第1期1-10,共10页

为了更好地进行复合涡轮匹配,对各工况下发动机排气能量利用进行研究,建立汽油均质充量压燃(HCCI)发动机热力学模型和串联复合涡轮系统数学模型,构建汽油均质压燃发动机一维仿真模型.基于数学模型计算所得复合涡轮参数,选择合适的复合... 为了更好地进行复合涡轮匹配,对各工况下发动机排气能量利用进行研究,建立汽油均质充量压燃(HCCI)发动机热力学模型和串联复合涡轮系统数学模型,构建汽油均质压燃发动机一维仿真模型.基于数学模型计算所得复合涡轮参数,选择合适的复合涡轮系统,并进行一维仿真验证.基于匹配结果对复合涡轮系统中的能量分配进行研究.结果表明:通过所提出匹配方法选配的串联复合涡轮系统能够有效回收废气能量,实现整机性能提升,在转速为2200 r/min、平均指示压力(IMEP)为1.26 MPa时整机功率提高3.17 kW,整机效率改善2.49%;总结所得废气能量分配规律是:动力涡轮适用于转速高于1600 r/min及IMEP大于1.07 MPa工况,此时存在最优进气压力,使得动力涡轮所得废气能量有最佳废气能量占比,并使发动机整机效率达到最优. 展开更多

关键词 汽油 均质充量压燃 串联复合涡轮系统 废气能量

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多种工况下醇类燃料喷雾特性试验研究

10

作者 杨涵惠 甄旭东 +3 位作者 刘大明 耿杰 鄢仁彬 田智 《内燃机工程》 北大核心 2025年第2期27-35,共9页

利用定容喷雾试验装置,采用阴影法研究甲醇、乙醇、正丁醇在不同工况下的喷雾特性,喷射压力范围为10~30 MPa,背压范围为0.1~0.7 MPa,环境温度范围为20~120℃,再经MATLAB软件进行图像处理,分析了不同工况对醇类燃料喷雾特性的影响。结果... 利用定容喷雾试验装置,采用阴影法研究甲醇、乙醇、正丁醇在不同工况下的喷雾特性,喷射压力范围为10~30 MPa,背压范围为0.1~0.7 MPa,环境温度范围为20~120℃,再经MATLAB软件进行图像处理,分析了不同工况对醇类燃料喷雾特性的影响。结果表明:三种燃料的喷雾贯穿距和喷雾面积受喷射压力和背压影响明显,喷雾锥角与环境条件的关系较大;喷射压力和环境温度的增加会加快液滴分裂和蒸发,对提高雾化质量及改善喷雾特性有重要的促进作用。同种工况下,燃料自身的特性造成了喷雾形态的差异,正丁醇动力黏度和表面张力较大,在低温环境中喷雾发展较慢,但在高温高压环境中液滴蒸发和破碎程度较小,能保持较好的喷雾形态和发展速度。 展开更多

关键词 甲醇 乙醇 正丁醇 直喷 喷雾特性

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湍流射流点火诱导两次喷射高压直喷甲烷着火规律试验研究

11

作者 臧月研 钟力嘉 +3 位作者 刘宗宽 周磊 卫海桥 贾滨 《内燃机工程》 北大核心 2025年第1期57-65,共9页

基于安装有主动式预燃室及甲烷高压喷射器的定容燃烧弹开展预燃室湍流射流火焰引燃二次喷射甲烷射流的试验,研究了不同喷射点火延迟、不同喷油压力与不同第一次喷油脉宽对点火及火焰传播的影响。结果表明:其他条件不变时,当点火延迟时间... 基于安装有主动式预燃室及甲烷高压喷射器的定容燃烧弹开展预燃室湍流射流火焰引燃二次喷射甲烷射流的试验,研究了不同喷射点火延迟、不同喷油压力与不同第一次喷油脉宽对点火及火焰传播的影响。结果表明:其他条件不变时,当点火延迟时间t_(i)为-30 ms时,会出现无法点燃主燃室气体的失火现象;当点火延迟时间t_(i)增加到-10 ms时,会出现热射流先淬息随后再次着火的不稳定点火现象。将喷射点火延迟时间t_(i)从0 ms增加到100 ms会使燃烧压力峰值从1.56 MPa增加到2.26 MPa,并使压力峰值的时刻从点火后130 ms提前到点火后50 ms,同时提高热射流及主燃室火焰传播速度,火焰传播速度从10 m/s提高到30 m/s。此外,改变高压甲烷喷射压力,由5 MPa提高到10 MPa,燃烧压力峰值从0.96 MPa升高到2.26 MPa,压力峰值出现时刻从点火后100 ms提前到点火后50 ms。主燃室火焰传播速度由5 m/s提高至30 m/s。当改变高压甲烷第一次喷射脉宽时,也会对燃烧压力峰值及压力峰值出现时刻造成影响。将第一次喷射脉宽由40 ms提高为80 ms会使燃烧压力峰值从1.87 MPa升高到2.26 MPa,并使压力峰值的出现时刻提前,但对热射流速度及主燃室内的火焰传播速度没有明显影响。 展开更多

关键词 湍流射流点火 高压直喷 湍流火焰 甲烷

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平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机燃烧过程的影响

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作者 么大锁 秦静 +2 位作者 裴毅强 王膺博 张岩 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期334-346,共13页

针对小型椭圆转子发动机燃烧不充分的问题,运用数值模拟方法,研究了平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机缸内流场、湍动能、燃烧过程的影响。研究结果表明:小型椭圆转子发动机缸内湍动能和流场受平移距离、燃烧室半径、燃烧速度... 针对小型椭圆转子发动机燃烧不充分的问题,运用数值模拟方法,研究了平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机缸内流场、湍动能、燃烧过程的影响。研究结果表明:小型椭圆转子发动机缸内湍动能和流场受平移距离、燃烧室半径、燃烧速度的共同影响,在不同阶段,起主导作用的因素各不相同。在进气初期,平移距离起主导作用;在进气中期,燃烧室半径起主导作用;在燃烧阶段,燃烧速度起主导作用;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以提高燃烧速度,增加缸内的湍动能,使火焰传播距离更远,有利于解决在燃烧室两侧狭缝中燃烧不完全的问题;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以使更多的燃料在球形燃烧室内燃烧,从而提高燃料利用率、增大放热量、减少碳氢排放;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以显著提高燃烧阶段缸内的温度和压力,指示热效率和指示功均大幅提高。当平移距离为0.3 mm时,小型椭圆转子发动机指示热效率和指示功分别为24.48%和14.94 J,与平移距离为0.9 mm时相比,指示热效率和指示功分别提高了58.0%和51.4%。本研究为小型椭圆转子发动机的性能改进和优化设计提供了理论基础与技术支撑。 展开更多

关键词 椭圆转子发动机 平移距离 燃烧室半径 燃烧过程 燃烧速度

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基于氢燃料储能的离网式风-光-储混合能源系统配置规划及运行策略研究

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作者 杨倩鹏 陈晓文 +3 位作者 王辉 贾鹏程 岳宗宇 尧命发 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第2期138-149,共12页

针对风-光-储可再生综合能源系统不同储能时间尺度配置规划问题,构建了基于风-光-电池-储氢的综合能源系统模型,并进行了综合能源系统配置规划-运行策略协同的多目标优化研究.现有综合系统规划模型方面研究在考虑经济性和稳定性多目标... 针对风-光-储可再生综合能源系统不同储能时间尺度配置规划问题,构建了基于风-光-电池-储氢的综合能源系统模型,并进行了综合能源系统配置规划-运行策略协同的多目标优化研究.现有综合系统规划模型方面研究在考虑经济性和稳定性多目标优化的同时对于兼顾跨季节储能的研究较少,并存在无法兼顾和平衡经济性和稳定性以获得最优配置规划方案的问题.为了解决上述问题,引入了储氢和氢内燃机发电作为储能系统的一部分,减少了电池的配置容量,同时氢内燃机在成本和技术成熟度上比燃料电池存在一定的优势,既降低了系统成本,又实现了长时储能.首先通过单目标优化,在保证系统稳定性的前提下,确定系统经济性最优的条件,再通过多目标优化,基于粒子群算法以系统运行负荷缺电率最小和系统平准化度电成本最小为目标获取最优配置方案.通过模拟在天津大学北洋园校区建立风-光-储综合能源系统,基于当地气象数据与用电数据进行算例验证,结果证明了所得优化配置和运行策略的优越性. 展开更多

关键词 光伏-风电-电池-储氢综合能源系统 负荷缺电率 平准化度电成本 跨季节储能 粒子群优化算法

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排气催化转化装置对发动机排气颗粒物演化的影响

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作者 陈正国 杨小东 +1 位作者 刘庆阳 刘浩业 《内燃机与动力装置》 2025年第1期1-8,31,共9页

对一台汽油发动机催化转化装置上下游的非挥发性颗粒物和半挥发性颗粒物进行采样和分析,研究排气催化转化装置对发动机排气颗粒物演化的影响。结果表明:催化转化装置对排气颗粒物的影响包括直接过滤和去除成核前驱物两方面;催化转化装... 对一台汽油发动机催化转化装置上下游的非挥发性颗粒物和半挥发性颗粒物进行采样和分析,研究排气催化转化装置对发动机排气颗粒物演化的影响。结果表明:催化转化装置对排气颗粒物的影响包括直接过滤和去除成核前驱物两方面;催化转化装置可以直接过滤高温排气中的非挥发性颗粒,过滤效率为20%~35%,过滤过程包括颗粒物的捕集和氧化;催化转化装置还可以去除排气中半挥发性的多环芳烃成分,抑制该成分在排气温度降低后转化为半挥发性颗粒物。 展开更多

关键词 颗粒物 催化转化装置 汽油发动机

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促进氨燃料转化的预裂解器反应动力学分析

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作者 路广 王君雷 +2 位作者 李世龙 梁兴雨 王昆 《新能源进展》 CSCD 2023年第4期311-319,共9页

在国家双碳背景和节能减排要求下,以氨为燃料的微型燃气轮机是氨利用的热门方向。但其火焰稳定性差和NOx排放等问题亟待解决。设计燃烧器底部燃料喷射和旋流方式,加入旁通管路,利用燃烧器外壁热量使部分氨预裂解为氢气和氮气以强化燃烧... 在国家双碳背景和节能减排要求下,以氨为燃料的微型燃气轮机是氨利用的热门方向。但其火焰稳定性差和NOx排放等问题亟待解决。设计燃烧器底部燃料喷射和旋流方式,加入旁通管路,利用燃烧器外壁热量使部分氨预裂解为氢气和氮气以强化燃烧。优化氨热解反应动力学模型并利用AnsysChemkin-Pro软件模拟温度和流速对旁路氨转化率的影响。结果表明,当温度达到1500K时,氨开始出现明显裂解行为;在1500~1800 K之间,氨转化率随温度升高迅速升高;当温度高于1800K后,氨转化率超过85%。流速的变化也会影响转化率,但明显小于温度的影响。同时,对不同温度下氨裂解反应路径开展敏感性分析,结果表明氨裂解反应路径受温度影响,在1700 K温度下,反应NH_(3)+NH_(2)⇋N_(2)H_(3)+H_(2)对氨裂解促进效果最显著。结论验证了使用部分预裂解氨稳定燃烧的可行性,可为下一步研究氨单一燃料在微型燃气轮机的稳定燃烧和降低排放提供理论支持。 展开更多

关键词 氨气 微型燃气轮机 燃烧室 预裂解

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喷油压力和进气温度对氨/正十二烷双燃料发动机燃烧稳定性影响研究 被引量：4

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作者 刘海峰 王冠月 +3 位作者 文铭升 明镇洋 崔雁清 尧命发 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-8,共8页

基于一台光学发动机,在1200 r/min转速下,采用进气道低压喷射氨气,缸内高压直喷高活性正十二烷的双燃料燃烧模式,应用火焰高速成像方法,研究了喷油压力和进气温度对氨/正十二烷双燃料发动机缸内燃烧的影响规律.结果表明,直喷燃料喷射压... 基于一台光学发动机,在1200 r/min转速下,采用进气道低压喷射氨气,缸内高压直喷高活性正十二烷的双燃料燃烧模式,应用火焰高速成像方法,研究了喷油压力和进气温度对氨/正十二烷双燃料发动机缸内燃烧的影响规律.结果表明,直喷燃料喷射压力降低,导致正十二烷浓度分层增大,自燃着火点增多,更有利于正十二烷引燃均质预混合的氨气;直喷压力在30 MPa和60 MPa工况下,火焰初期NH3燃烧的橘色火焰占主导,之后呈现正十二烷预混蓝色火焰与NH3橘色火焰叠加现象;在90 MPa喷射压力下,火焰发展初期正十二烷预混蓝色火焰占主导,随着燃烧发展NH3橘色火焰的比例逐渐增多.在30 MPa喷射压力下,缸内直喷正十二烷可以实现90%氨气比例的稳定着火,但是燃烧反应速率过低,燃烧持续期过长.进气温度从100℃升高到125℃后,自燃着火点数量增加,氨双燃料燃烧反应速率提高,放热率峰值增大;然而进气温度进一步从125℃提高到150℃时,对燃烧压力和放热率影响很小.上述研究表明,较低的直喷燃料喷射压力和适当提高进气温度更有利于氨燃料的稳定着火以及燃烧速率的提升和氨在双燃料中占比的提高. 展开更多

关键词 双燃料发动机 氨气 正十二烷 喷射压力 光学诊断

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预燃室湍流射流点火甲醇发动机稀薄燃烧和排放特性试验研究 被引量：2

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作者 王志刚 刘宗宽 +2 位作者 车胜楠 周磊 卫海桥 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-7,共7页

基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机燃烧特性、性能表现和排放特性的试验研究。结果表明,TJI燃烧模式燃烧速率较快,放热率(heat release rate,HRR)峰值明显较高,且具有更短的滞燃... 基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机燃烧特性、性能表现和排放特性的试验研究。结果表明,TJI燃烧模式燃烧速率较快,放热率(heat release rate,HRR)峰值明显较高,且具有更短的滞燃期和燃烧持续期。随着过量空气系数变大,缸内压力和放热率峰值变小,TJI和火花塞点火(spark ignition,SI)燃烧模式滞燃期和燃烧持续期均变长。此外,TJI燃烧模式可有效提升甲醇发动机的稀薄燃烧稳定性,可将稀燃极限拓展至过量空气系数2.0。TJI燃烧模式下平均指示压力略低于SI模式;然而对于过量空气系数大于1.1的稀燃工况,TJI燃烧模式指示燃油消耗率更低,在过量空气系数1.3时低于570 g/(kW·h),说明其具有更好的燃油经济性。TJI燃烧模式下氮氧化物排放量明显低于SI燃烧模式,过量空气系数1.1时降低约37.2%,并且在过量空气系数大于1.3的极稀燃工况具有相对较低的甲醛CH_(2)O和碳氢化合物排放。 展开更多

关键词 湍流射流点火 稀薄燃烧 甲醇发动机 压缩比

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面向数据中心液冷装置余热回收的卡诺电池储能系统可行性分析 被引量：1

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作者 张宇 李敏霞 +4 位作者 李君 颜利波 张家兴 王志朋 田华 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3921-3929,共9页

随着新一代信息技术的迅猛发展,需要全时段供电、不间断冷却的数据中心建设量急剧提高。同时,在全球可再生能源消费比重不断提高的背景下,各国普遍提出峰谷电价政策。数据中心冷却系统供冷效果差、系统能耗高,数据中心用电诉求与现行电... 随着新一代信息技术的迅猛发展,需要全时段供电、不间断冷却的数据中心建设量急剧提高。同时,在全球可再生能源消费比重不断提高的背景下,各国普遍提出峰谷电价政策。数据中心冷却系统供冷效果差、系统能耗高,数据中心用电诉求与现行电价政策难以适配。为解决这一矛盾,将两相浸没式液冷技术与卡诺电池储能技术有机结合,构建了一种新型数据中心用冷电联供系统。为评估本系统在不同城市的可行性,选取哈尔滨、南京、广州三座城市作为应用对象,对比分析了本系统与全年采用自然冷却模式的浸没式冷却系统的能效表现及经济性。结果表明,采用新系统后,每千瓦的数据中心IT设备全年用电花费分别节省了235.52元、245.24元及281.28元。本研究给出的方案有效地提升了数据中心的用电灵活性,大幅降低了数据中心运维费用。 展开更多

关键词 数据中心 卡诺电池 自然冷却 能效表现 经济性

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基于深度学习的发动机声品质预测模型研究 被引量：1

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作者 林旭 梁兴雨 代鹏 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期19-27,共9页

为建立发动机辐射噪声品质深度学习预测模型,搭建试验台架采集发动机辐射噪声,计算噪声信号心理学客观参数并进行主观评价试验。采用卷积神经网络(convolution neural net‐work,CNN)提取信号特征,引入长短期记忆网络(long short-term m... 为建立发动机辐射噪声品质深度学习预测模型,搭建试验台架采集发动机辐射噪声,计算噪声信号心理学客观参数并进行主观评价试验。采用卷积神经网络(convolution neural net‐work,CNN)提取信号特征,引入长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)模型捕获信号长期依赖信息,利用注意力(Attention)机制使模型自动学习关键特征信息。以心理学客观参数为输入,主观评价得分为输出,建立CNN-LSTM-Attention声品质预测模型,引入改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化模型超参数,提高预测准确性。研究结果表明,ISSA-CNN-LSTM-Attention模型对发动机声品质具有良好的训练性能和预测能力,训练集和测试集的决定系数分别为0.988、0.981,训练集和测试集的平均绝对误差分别为0.204、0.241。该模型能够准确地反映客观评价参数与主观满意度之间的非线性映射关系,为发动机声品质预测提供了新的思路和方法。 展开更多

关键词 发动机 声品质 预测模型 改进麻雀搜索算法

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基于表面辐射声信号的柴油机进气及齿轮故障诊断

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作者 李斌 林杰威 +3 位作者 朱小龙 林耕毅 张益铭 张俊红 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期843-850,共8页

利用声振信号进行发动机故障诊断过程中,部分故障激励仅在发动机表面特定位置的振动中有较强响应,振动测点要求高,需要接触测量,部分场景难以实现.为此,提出了一种以表面辐射声为媒介、以自适应变分模态提取(adaptive variational mode ... 利用声振信号进行发动机故障诊断过程中,部分故障激励仅在发动机表面特定位置的振动中有较强响应,振动测点要求高,需要接触测量,部分场景难以实现.为此,提出了一种以表面辐射声为媒介、以自适应变分模态提取(adaptive variational mode extraction,AVME)进行预处理的柴油机进气故障和齿轮故障诊断方法.开展了某直列六缸重型柴油机的进气滤清器堵塞、气门间隙异常和正时齿轮损伤3类故障状态的台架试验,获取了不同故障程度下发动机表面辐射噪声.基于改进的AVME方法,实现噪声信号本征模函数(intrinsic mode function,IMF)的最优分解,通过计算IMF与原信号间的互相关系数,提取高相关IMF构成故障诊断输入.经预处理后,声信号故障特征得到有效增强,再输入到麻雀搜索算法优化支持向量机模型(support vector machine model optimized by sparrow search algorithm,SSA-SVM),进行特征参量和模型参数协同优化可以获得更好的诊断精度.试验验证表明,无需在半消声室测试,仅使用单通道声信号对3类11种程度的进气系统和齿轮故障进行诊断,前端噪声准确率最高(98.89%),顶部噪声准确率最低(88.78%);使用前、顶、后三通道噪声数据后,诊断精度可提升至99.57%.研究结论为基于声信号等非接触测量的发动机故障诊断提供了参考. 展开更多

关键词 柴油机 声信号 故障诊断 自适应变分模态提取 支持向量机

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