摻水乳化柴油噴霧燃燒特性研究.pdf

1、面對日益嚴(yán)峻的能源形勢和環(huán)境保護(hù)壓力，如何解決嚴(yán)重的內(nèi)燃機排放和燃油短缺的問題已成為內(nèi)燃機研究領(lǐng)域的重要課題。乳化柴油因為其良好的減排節(jié)能特性而成為一種理想的替代能源，本文利用定容燃燒彈系統(tǒng)結(jié)合紋影法和高速攝像技術(shù)進(jìn)行了摻水乳化柴油的噴霧燃燒特性可視化研究，研究了不同環(huán)境因素對乳化柴油噴霧燃燒特性的影響以及對比研究了純柴油與乳化柴油噴霧燃燒特性的共性與差異，深入探討乳化柴油節(jié)能減排的機理，推動乳化柴油在實際工程中的運用。
　　本文

2、首先進(jìn)行了乳化柴油在不同環(huán)境因素下的噴霧燃燒特性研究，圍繞環(huán)境因素對噴霧卷吸周圍空氣的能力,燃油破碎能力,溫升和當(dāng)量比分布等特性進(jìn)行乳化柴油的噴霧燃燒特性分析，結(jié)果表明：噴射壓力越高，噴霧卷吸空氣的能力越強，滯燃期和燃燒持續(xù)期越短，火焰亮度和面積也越小。環(huán)境含氧量增大能夠明顯提高反應(yīng)區(qū)的環(huán)境溫度和反應(yīng)速度，燃燒火焰亮度峰值和燃燒火焰面積大幅增高。環(huán)境溫度越高，滯燃期越短，導(dǎo)致火焰升舉距離越短，同時燃燒綜合火焰亮度越大，碳煙生成的速率較大

3、，但提高環(huán)境溫度，可以加速碳煙的氧化和分解，使得燃燒火焰亮度和面積在燃燒后期迅速衰減，從而使SOOT殘留量減少。環(huán)境密度越大，噴霧整體體積越小，但卷吸空氣質(zhì)量越多，使得燃油溫升越快，混合氣當(dāng)?shù)氐臏囟仍礁撸剂现鹪窖杆?，但高環(huán)境密度使得火焰亮度峰值明顯增大，SOOT生成的速率和密度均大幅增大。乳化柴油含水量越高，滯燃期越長，油氣混合越均勻，使燃燒持續(xù)期越短，另外乳化柴油火焰的綜合火焰亮度和高亮度集中區(qū)域比純柴油更小更均勻。
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4、后本文對比研究了純柴油和摻水20％的乳化柴油在不同環(huán)境因素下的噴霧結(jié)構(gòu)和火焰結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明：在本文研究的實驗工況范圍內(nèi)，同一工況下W20的滯燃期，最高燃燒火焰亮度和燃燒火焰面積均小于純柴油，說明摻水乳化柴油確實能夠有效降低SOOT的生成，同時，由于高溫可以促進(jìn)“微爆”現(xiàn)象以及水煤氣反應(yīng)的發(fā)生，所以在高溫工況下，乳化柴油抑制SOOT生成的作用更加明顯。本文還發(fā)現(xiàn)W20在環(huán)境密度7.5kg/m3和10kg/m3這兩個工況點之間存在一個影響到