【作者】

Akihiko Azetsu

【摘要】

由于缺乏对火焰里碳烟生成和氧化过程的定量描述，因此很难预测柴油燃烧碳烟排放。因此，本文将通过试验，研究了不同环境条件及喷射条件对柴油射流火焰中碳烟生成及氧化特性的影响。为了详细观察这一现象，在高压定容弹内生成柴油射流火焰，通过双色法分析火焰温度和碳烟浓度。定容弹内的高温高压条件通过氢气、氧气和空气的混合气燃烧实现，且燃烧后混合气中氧气含量处于预想值。氢气燃烧后，当定容弹内环境气体压力达到预想值时进行喷射，喷雾燃烧随即被记录下来。本次试验用的喷油系统是由作者自己设计的电控蓄油腔式的喷油系统。喷雾燃烧通过彩色高速相机拍摄，2色法用来计算火焰中温度和碳烟的二维分布。本文主要研究参数为环境气体密度及喷孔直径。试验结果表明，火焰中碳烟的分布可分为两个区域，一个处于喷雾前端漩涡区，另一个处于喷雾内部的锥形区。因此，碳烟的生成和氧化特性必须针对两个区域分别讨论。在喷射刚开始时，火焰在喷雾前端的漩涡区迅速发展碳烟也随之在该处迅速发展，然而在最初的燃烧过后，火焰开始处于一个准稳态过程且前端漩涡处不再出现明亮的碳烟区。因此，喷雾前端漩涡处的碳烟生成和氧化可以认为是一个瞬时现象。与之相反的是，喷雾内部锥形区内，火焰开始处于准稳态开始时与燃烧结束前的碳烟分布基本相当。因此可以认为火焰内部锥形区域内的碳烟生成和氧化是相对稳定的。从这些试验现象可以看出，不同试验条件下准稳态火焰中的明亮火焰的长度可以区分开来，且决定火焰长度的控制参数为油气混合质量及火焰前端位置，在非燃烧条件下火焰长度可以通过当量比较好地预测出。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

【下载次数】

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