發(fā)動機燃油可視化PLIF技術(shù)及其在技術(shù)改造中的作用
(文獻部分內(nèi)容摘抄)
大口徑、慢速、天然氣雙重循環(huán)發(fā)動機的一個問題是由于燃料輸送有效而導致缸內(nèi)混合過程不佳。這類發(fā)動機主要用于天然氣管道上的發(fā)電和氣體壓縮。缸內(nèi)混合不良可能會因熱分層而導致氮氧化物排放量升高、部分燃燒導致一氧化碳和未燃碳氫化合物排放量升高以及發(fā)動機效率低下。
為了解決混合問題，需要一種可視化技術(shù)來成像汽缸或燃燒室中的燃料燃燒室中的燃料可視化有助于提高目前對燃燒室中燃料噴射和混合。PLIF允許用認識。一種非常適合的技術(shù)是平面激光誘導熒光(PLIF)戶可視化噴射燃料流量以及隨后的燃料和空氣混合過程。使用種子氣體(丙酮示蹤劑)使得當被激光照射時，它發(fā)出熒光，使得氣體混合物能夠在光學可到達的燃燒室中被看到以進行高速攝影。
實驗由外國博士和他的工作人員在科羅拉多州立大學(中南大學)發(fā)動機和能量轉(zhuǎn)換實驗室)。EECL是由研究部主任博士于1992年建立的。該實驗室最初是1936年建成的柯林斯堡市政發(fā)電廠，其驅(qū)動力是減少污染物排放和提高內(nèi)燃機效率的需要。EECL的任務是通過研究和教育方案，促進新技術(shù)的發(fā)展，以減少發(fā)動機和能源轉(zhuǎn)換過程的排放和燃料消耗。這EECL研究的大部分重點是大口徑(35厘米)用于天然氣壓縮的天然氣發(fā)動機。EECL設(shè)有新的激光診斷實驗室(LDL)。這種最先進的設(shè)備用于可視化大口徑發(fā)動機中涉及空氣燃料混合和燃燒過程的缸內(nèi)現(xiàn)象。
采用高、低壓噴射閥(39M Pa和3.5M Pa)研究了噴射壓力對電荷混合的影響。燃料噴射和混合過程檢查利用PLIF。德國Excelitas PCO公司的光譜物理模型LAB-150-10Nd:YAG激光器與該激光器一起被用作 PLIF數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)。攝像機提供了12位的動態(tài)范圍，1280x1024分辨率和門寬度下降到3納秒。該激光器工作在266 nm，產(chǎn)生超過70 mJ/脈沖在10 Hz與5 ns的脈沖寬度。
德國Excelitas PCO公司高速成像產(chǎn)品經(jīng)理這樣描述 pco.dicam型號，對于需要在微秒級曝光時間的低光條件下進行實驗，你需要一臺能夠提供可變門控、與其他設(shè)備精確同步、單光子探測靈敏度以及高分辨率的增強型相機。pco.dicam型號通過定制設(shè)計的門控電源和高清CCD 達到了這一標準研究博士將pco.dicam型號適用于此實驗的特性描述如下pco.dicam型號非常適合這個實驗，因為它能夠改變柵極寬度和增益、外部觸發(fā)并實現(xiàn)高分辨率。它還為我們提供了高靈敏度，這是未來計劃進行的檢測燃燒過程中的中間產(chǎn)物和排放物形成的實驗所必需的。
低壓與高壓燃料閥與低壓閥相比，高壓燃料閥有兩個顯著的優(yōu)點。從根本上說，當實施更高的壓力時，有更多的能量可用�；旌习l(fā)生在在火花(點火)時可以看到更快的速率和更低的混合物不均勻性。
鋼瓶壓力缸內(nèi)壓力對缸內(nèi)燃油噴射和混合有顯著影響。與高壓燃料噴射相比，低壓燃料噴射受缸內(nèi)壓力的影響更大;較高的缸內(nèi)壓力抑制和/或降低噴射電荷滲透率和夾帶率。
德國Excelitas PCO公司pco.dicam高速相機，具備高分辨率、高感光度、極短間隔時間成像的優(yōu)點，將高速實驗過程完美記錄，為實驗提供強而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
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