摻水乳化柴油噴霧燃燒特性的定容彈可視化研究.pdf

1、隨著汽車保有量的不斷增加，內燃機產生的污染物越來越多，使內燃機成為最主要的污染源之一；巨大的原油消耗，也給能源安全提出了嚴峻的考驗。解決內燃機排放和燃油短缺問題，需要不斷提高內燃機的性能并尋找新的可替代能源。摻水乳化柴油是在純柴油中添加一定量的乳化物和乳化劑而形成的一種含油乳狀液體。研究表明，水的汽化潛熱大，可以適當的降低缸內燃燒溫度，從而降低NOx的排放；水煤氣反應的存在，可以有效降低缸內碳煙的生成；另外，摻水乳化柴油高溫下噴射發生的

2、微爆作用有助于燃油和空氣的混合，促進PM排放物的降低。因此，進行摻水乳化柴油的噴霧燃燒研究，有利于進一步降低柴油機的排放水平。
　　首先，本文利用新研制的定容彈系統，進行了摻水乳化柴油的噴霧特性研究。利用紋影法和高速攝影技術記錄乳化柴油的噴霧過程，利用MATLAB軟件進行噴霧數字圖像的后處理。研究了摻水乳化柴油中，不同含水量、環境背壓、噴射壓力對噴霧特性的影響規律。結果表明：燃油的貫穿能力隨著含水量的增大而增大，但噴霧錐角隨著含水

3、量的增大而減小，其噴霧體積和面積也隨含水量的增大而減??；環境背壓越大，摻水乳化柴油的貫穿距越小，噴霧錐角越大，其噴霧體積和面積越??；噴射壓力越高，乳化油的噴霧貫穿距越大，噴霧錐角越小，而噴霧體積和面積越大。
　　隨后，進行摻水乳化柴油的燃燒特性實驗，不僅進行了乳化柴油與純柴油的燃燒特性對比，還研究了環境溫度，環境密度，環境含氧量和噴射壓力對乳化柴油燃燒特性的影響。結果表明，與純柴油相比，摻水乳化柴油的燃燒持續期更短，升舉長度更長，

4、火焰面積更小，火焰亮度和碳煙產生速率更低。環境溫度越高，升舉長度越小，火焰亮度和面積越大，火焰高亮度區域分布更集中，發光持續期越長，且火焰傳播速度更快。環境密度越低，升舉長度越長，火焰亮度和面積都越小，其火焰傳播速度峰值也更低，放熱率峰值出現時刻越滯后，且越小。環境含氧量越低，抑制了燃油噴霧的燃燒，升舉長度越長，燃燒滯燃期和持續期更長，火焰亮度和面積更小。噴射壓力對摻水乳化柴油燃燒特性的影響很大，噴射壓力值越高，燃燒發光滯燃期和持續期越