噴霧撞熱壁方式制備柴油準(zhǔn)均質(zhì)混合氣的試驗(yàn)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、均質(zhì)壓縮著火(HCCI)燃燒方式能實(shí)現(xiàn)氮氧化物排放及煙度的同時(shí)大幅降低,又可以保持較高的運(yùn)行效率,被認(rèn)為是極具潛力、可以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求的新型燃燒方式。然而對(duì)于柴油燃料的HCCI燃燒,如何制備均質(zhì)混合氣仍是要解決的重要問(wèn)題之一。本文進(jìn)行了柴油噴霧熱撞壁試驗(yàn),并采用噴霧熱撞壁方式在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上制備了準(zhǔn)均質(zhì)柴油預(yù)混和氣,在此基礎(chǔ)上開展了柴油熱撞壁方式制備柴油準(zhǔn)均質(zhì)預(yù)混和氣優(yōu)化研究。 建立柴油噴霧熱碰壁試驗(yàn)系統(tǒng),并利用高速攝

2、影技術(shù)研究了油束撞壁高度(h)、油束入射角度(θ)、熱壁面溫度(Tw)以及加熱功率等參數(shù)對(duì)撞壁噴霧霧化過(guò)程的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),高溫壁面的熱輻射能夠促進(jìn)著壁前噴霧前鋒的霧化和蒸發(fā);當(dāng)壁面溫度超過(guò)200℃后,撞壁柴油噴霧開始明顯霧化,噴霧投影面積大幅度增加;當(dāng)壁面溫度處于260~360℃范圍時(shí),隨壁面溫度升高,噴霧投影面積變化不大,但噴霧內(nèi)部濃度分布更加均勻;當(dāng)壁面溫度超過(guò)360℃后,噴霧投影面積開始降低,但噴霧內(nèi)部濃度分布也比較均勻。當(dāng)Tw

3、 在340~380℃范圍時(shí)柴油撞壁油束霧化效果較好。壁面加熱功率會(huì)改變噴霧撞壁瞬時(shí)壁面溫度的降低程度,從而影響噴霧撞壁后的發(fā)展過(guò)程,綜合功率需求和噴霧霧化發(fā)展的影響,壁面溫度Tw 為360℃時(shí),加熱功率1.6W/cm2 熱壁面對(duì)促進(jìn)噴霧霧化更有效。 在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上對(duì)壁面溫度、撞壁角度θ和噴油孔數(shù)的影響進(jìn)行了定量分析和優(yōu)化研究。定義燃油吸入比例β(進(jìn)入缸內(nèi)參加反應(yīng)的燃油量與供油量之比)來(lái)定量評(píng)價(jià)熱撞壁燃油的霧化比例;利用Nox 和

4、PM分析霧化燃油的均質(zhì)程度。通過(guò)改變噴油器噴孔錐角和噴油孔數(shù)研究了噴霧入射角度,燃油分布均勻性撞壁霧化質(zhì)量的影響。隨θ減小β增大,分析排放數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)θ為30°時(shí)噴霧均勻程度更好。孔數(shù)對(duì)β的影響與θ有關(guān),θ為15°時(shí)孔數(shù)影響不明顯,θ為45°時(shí)適當(dāng)增多孔數(shù)可以增大β。噴孔數(shù)量增加有利于改善油束熱碰壁所得混合氣的均勻程度。 試驗(yàn)中β隨Tw 升高而增加,但在Tw 超過(guò)360℃以后β增大速率減小。 采用熱壁式進(jìn)氣管方式制備準(zhǔn)均

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