国家自然科学基金(51076060)
- 作品数：11 被引量：33H指数：4
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- 相关领域：动力工程及工程热物理机械工程更多>>
- 重型柴油机Urea-SCR系统控制策略建模与仿真研究被引量：5
- 2015年
- 针对重型柴油机选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统,基于质量及能量守恒定律,推导出催化器内部各组分的数学控制表达式,并在MATLAB/Simulink软件中建立SCR催化转化器模型、SCR开环控制模型及SCR闭环控制模型。通过对SCR开环控制模型的欧洲稳态测试循环(European steady state cycle,ESC)发现,与试验结果相比,除个别工况外,NOx转化效率的模拟结果误差均控制在10%之内,符合精度要求。通过对闭环控制模型的欧洲瞬态循环(European transient cycle,ETC)测试发现,虽然NOx转化效率提高幅度较小,但是NH3的平均泄漏量大幅度降低,为开环控制中NH3平均泄漏量的60%,NH3泄漏峰值也大幅度降低。
- 王谦王保义
- 关键词：内燃机柴油机控制策略
- 微自由活塞发动机HCCI着火界限研究被引量：4
- 2013年
- 开展微燃烧室里均质压缩燃烧(Homogeneous charge compression ignition,HCCI)可视化试验,进行定性分析,并以试验为基础建立三维数值模拟计算模型;基于丙烷燃烧化学反应动力学机理,提出自由活塞运动与燃烧过程耦合的计算方式,通过编写STAR-CD软件中的动网格子程序,对微燃烧室里均质气体压缩燃烧过程进行了数值模拟研究;分析了各种参数对微HCCI着火特性的影响,得出在理想模型下的压缩着火界限,即当量纲一参数压缩比不小于55时,均质气体总能压缩着火;并揭示泄漏对均质压缩燃烧过程的影响,得出在不同泄漏间隙尺寸下着火界限的变化情况,为微自由活塞发动机的设计提供一定的理论依据。
- 柏金王谦何志霞张彭岗
- 关键词：自由活塞均质压缩燃烧
- 微自由活塞动力装置中混合气泄漏对燃烧过程的影响被引量：2
- 2016年
- 利用数值模拟计算软件,结合甲烷详细化学反应动力学机理及动网格技术,对微自由活塞动力装置中自由活塞与微燃烧壁面之间不同间隙条件下压缩着火过程进行模拟计算。计算结果表明:相同条件下,随着间隙的增大,单次压缩着火周期增长,工作频率变小,但着火时刻点基本不变;间隙大小相同的条件下,活塞初速度越大,压缩比越大,动力输出性能越差。同时,对临界压缩比随着间隙大小的变化规律进行计算,分析得出在无泄漏条件下临界压缩比值为48,微动力装置压缩比大于临界压缩比时,混合气体才能压缩着火,且随着泄漏间隙的增大,临界压缩比值也随之增大。
- 柏金王谦何志霞吴凯刘艳
- 关键词：内燃机自由活塞均质充量压燃
- 泄漏对微自由活塞发动机工作过程的影响被引量：4
- 2014年
- 为了研究泄漏对微发动机工作过程产生的影响,对自由活塞单次冲击压缩着火过程进行了可视化试验,得到不同漏气工况下微发动机的着火特性.在此基础上,建立了耦合自由活塞运动与燃烧过程的多维计算模型,对微HCCI燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:混合气泄漏对着火时刻影响不大,但对活塞运动特性影响很大,漏气使得微燃烧室内压力降低,活塞返回速度变小,微发动机动力性能降低;泄漏间隙和泄漏长度是影响混合气泄漏程度的2个主要因素,也影响微压缩燃烧过程,泄漏间隙越大,最大压力与活塞末速度越小,动力性能越差,而泄漏长度增加,最大压力有所提高,有助于动力性能的提高;在微发动研究与设计过程中,应重视气缸/活塞间的密封效果.
- 柏金王谦谢强张彭岗
- 关键词：可视化试验HCCI自由活塞数值模拟
- MEMS微型热管研究进展被引量：2
- 2012年
- MEMS微型热管作为一种新型的热管技术,在微电子、光电池、红外探测头和激光二极管等的热控制方面具有很大的应用前景。首先,介绍了MEMS微型热管的特点和基本工作原理,简单回顾了其发展历程。然后,从MEMS微型热管的加工制作方法、通道尺寸和总体结构特点出发,指出了其优势所在。在此基础上,综述了近年来微型槽道热管、微型毛细泵回路、微型回路热管和微型振荡热管等不同类型MEMS微型热管的研究进展。最后,总结了MEMS微型热管的发展趋势和实际应用所面临的挑战,指出降低制作成本、优化工质充注封装工艺、改进测试手段和加强运行机理研究是今后工作的重点。
- 屈健王谦吴慧英
- 关键词：微型热管热控制毛细力
- 二甲醚燃料微动力装置内HCCI试验研究被引量：1
- 2014年
- 二甲醚(DME)是一种能从煤、天然气和生物质中制取的燃料,能够实现发动机超低排放。本文以二甲醚为燃料,改变压缩比,对微型HCCI自由活塞式动力装置进行了单次冲击的可视化试验,采用高速数码相机拍摄燃烧过程,且首次开发了微燃烧室内部压力测试及分析系统。通过可视化试验研究,得出了压缩比等关键参数对微动力装置内燃烧特性的影响规律,获得了本文工况下微动力装置压缩着火的临界状态条件,并且通过燃烧压力测试及分析系统首次得到了微燃烧室内部燃烧压力曲线。本文试验研究结果为揭示微动力装置微压缩燃烧规律,以及为微动力系统的设计提供了一定的理论依据。
- 刘艳王谦谢强柏金张彭岗吴凯
- 关键词：HCCI燃烧自由活塞试验分析
- 天然气/柴油双燃料发动机同轴喷射特性分析被引量：1
- 2021年
- 利用高速纹影法进行了天然气/柴油双燃料发动机同轴喷射试验,分析了不同天然气喷射压力和环境压力对天然气喷射的3种轮廓线周长变化的影响.采用CFD软件进行了数值模拟,利用ENSIGHT软件对双燃料发动机同轴喷射进行了天然气体积分数和速度场分析.结果表明:随着天然气喷射压力的下降和环境背压升高,天然气射流的3种轮廓线周长均减小,且双燃料喷射比单燃料喷射的轮廓曲线波动剧烈;当天然气射流头部碰到柴油喷雾时,部分天然气会停在射流头部,影响整个射流的体积分数;天然气喷射压力越小,柴油对天然气射流的影响越大;从天然气射流头部到底部速度减小,在射流中部存在许多涡旋和涡量场,并且在柴油喷雾与天然气射流相互碰撞的区域出现了很小的湍流强度.
- 李玉兰王谦王谦邵长胜邵长胜相英杰
- 关键词：发动机天然气柴油双燃料卷吸
- 微自由活塞动力装置均质压缩燃烧过程的试验研究
- 2015年
- 为了研究微自由活塞动力装置燃烧过程及特征,搭建了燃烧过程可视化试验平台,结合高速摄像技术获得单次冲击压缩燃烧试验过程影像,分析了活塞运动特性及混合气燃烧特性。研究结果表明:混合气在微尺度空间里可以压缩着火燃烧。通过变参数试验对比,分别得出活塞初始速度、微燃烧室几何形状及活塞质量等因素对燃烧过程的影响规律。对于二甲醚与空气的混合气,研究表明存在临界压缩比,当压缩比大于18时混合气才能完全压缩燃烧。
- 柏金王谦何志霞张彭岗
- 关键词：内燃机可视化试验自由活塞均质压缩燃烧
- 船用柴油机实现低NOx燃烧的数值模拟被引量：6
- 2013年
- 为研究"浅坑型"燃烧室缸内高温燃油的雾化与燃烧过程,建立了L23/30H柴油机的CFD计算模型,应用台架试验验证了计算模型的有效性,在提高燃油喷射温度的条件下模拟了缸内平均压力和温度的变化,对比分析了排放物的生成情况.结果表明:燃油喷射温度对L23/30H柴油机的动力性能影响不大,对NO_x生成有显著影响,燃油喷射温度上升至413 K时,NO_x生成速率减小,NO_x最终生成量有量级上的减小,能满足MARPOL公约73/78附则Ⅵ修正案的排放规定,燃油喷射温度继续升高,NO_x生成量变化甚微;燃油喷射温度的升高使得扩散燃烧过程中Soot的再氧化效应减小,最终Soot生成量有所升高.
- 吉恒松张程程张州榕仲冬冬何志霞王谦
- 关键词：船用柴油机喷雾燃烧
- 柴油机Urea-SCR尿素喷射过程参数优化及数值模拟研究被引量：9
- 2015年
- 建立SCR尿素喷射及催化反应器的三维物理模型,得到在各种不同工况下,排气速度和温度对尿素液滴分布及组分浓度分布均匀性影响,并优化了尿素喷射位置和角度;同时设计安装一款简单紧凑型的混合器,对加装混合器后的氨浓度分布进行了分析,并结合试验归纳出尿素喷射过程对NOx转化效率的影响因素。研究结果表明:排气速度的提高影响喷雾的形态,液膜的生成主要发生在低温低转速工况;改变喷射位置和喷射角度对均匀性影响不明显;安装混合器可以明显改善氨浓度均匀性及转化效率,分别提升0.89%和92%,液膜有一定程度的增加,压力损失600Pa,控制在一个相对较低的水平。
- 陈冯王谦何志霞张铎
- 关键词：柴油机选择性催化还原混合器
