新型燃烧技术及测试技术
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新能源技术知识:燃料电池系统的性能测试和评估燃料电池是一种能将化学能直接转化为电能的装置。
与传统燃烧方式不同,燃料电池正变得愈加普及,因为我们越来越注重开发高效、绿色的可再生能源。
燃料电池系统是由多个部分组成的,一般包括燃料电池、汇流板、氢气与空气供应系统等。
在最初设计时需要对其进行充分的验证和测试,才能确保所有组件的性能都符合要求。
这样可以降低故障率,提高系统的可靠性和稳定性。
燃料电池系统的性能测试和评估是一项非常重要的工作,它可以为开发新型燃料电池技术提供有价值的数据,同时也可以为燃料电池系统组件的设计和优化提供指导意见。
以下是燃料电池系统性能测试和评估的一些关键点。
1.效率测试燃料电池的效率是系统性能的关键指标之一,影响着电池的实际使用寿命和储能能力。
因此,需要对燃料电池的效率进行测试和评估,以检验其是否符合设计参数。
这些测试可以包括负载曲线分析、输出电压和电流的监测和统计等多个方面,以确保燃料电池的实际效率能够满足实际应用的需求。
2.性能稳定性测试燃料电池系统的稳定性是系统运行的关键指标之一。
需要尽可能长时间地对燃料电池的性能进行测试,以验证其稳定性和可靠性并检查是否存在可能的缺陷和故障。
在测试过程中,需要重点关注燃料电池的能力来应对不同负载和环境条件下的变化。
3.寿命测试燃料电池系统的寿命是影响其使用寿命的关键因素。
寿命测试旨在确定燃料电池系统能够持续工作多久、在其使用寿命中的可靠性是否达到要求等。
这个过程包括长期连续运行测试,检测系统的耐久性和韧性。
需要注意的是,燃料电池的寿命可能受到多种因素的影响,需要构造合理的测试计划。
4.安全性测试燃料电池系统的安全性是非常关键的,需要对其进行全面的安全性测试,与普通电池不同,燃料电池中的氢气比较危险,一旦泄漏就可能存在安全隐患。
在测试安全性时,需要模拟可能发生的意外情况,如燃料泄漏、过热等,检查燃料电池系统各部件是否达到安全性要求。
总之,正如其他新能源技术一样,燃料电池的发展离不开广泛的研发和实验验证。
内燃机测试技术知识点总结内燃机是一种通过内燃机燃烧工作气体(如汽油、柴油、天然气等)来产生机械能的发动机。
它广泛应用于汽车、摩托车、船舶、飞机等交通工具中。
内燃机的性能和可靠性对于交通工具的安全和效率至关重要,因此内燃机测试技术显得尤为重要。
本文将对内燃机测试技术的相关知识点进行总结介绍。
一、内燃机测试技术概述内燃机测试技术是指对内燃机的工作状况、性能参数和可靠性进行测试、测量和分析的技术。
通过测试技术可以准确评估内燃机的工作状态,发现问题和优化设计,保证内燃机的正常运行和持续改进。
内燃机测试技术包括静态测试和动态测试两种方式。
静态测试主要是对内燃机的性能参数和结构进行测量和分析,如功率、转速、燃料消耗等;动态测试则是利用实际工况下的试验台或测试车辆对内燃机进行加载、模拟工作环境和实时监测,以获取更真实的工作数据。
二、内燃机测试技术的重要性1. 评估内燃机性能:通过测试技术可以准确测量内燃机的功率、扭矩、燃油消耗等性能参数,为内燃机的设计和优化提供准确数据。
2. 发现问题并改进设计:通过测试技术可以发现内燃机的故障和问题,及时采取改进措施,提高内燃机的可靠性和耐久性。
3. 保证内燃机安全和可靠运行:通过测试技术可以评估内燃机的充分燃烧、冷却、润滑等工作状况,保证内燃机的安全运行。
4. 减少成本和提高效率:通过测试技术可以对内燃机的各个部件和系统进行评估,及时发现问题并减少损失,提高内燃机的运行效率。
5. 实现环保要求:通过测试技术可以对内燃机的排放进行监测和改进,满足环保要求。
三、内燃机测试技术的应用内燃机测试技术主要应用于以下几个方面:1. 内燃机性能测试:包括功率测量、扭矩测量、燃料消耗测量等,用于评估内燃机的工作性能。
2. 内燃机振动测试:对内燃机的振动进行监测和分析,评估内燃机的运行平稳性和可靠性。
3. 内燃机排放测试:监测内燃机排放的含量和组成,评估内燃机的环保性能。
4. 内燃机润滑和冷却测试:监测内燃机的润滑和冷却系统的工作状况,保证内燃机的正常运行。
甲醇燃料的燃烧参数测试技术甲醇燃料是一种在当前世界能源危机背景下备受瞩目的绿色、清洁、高效替代燃料。
其低碳、低排放、高能量利用率等优点已经得到了越来越多的关注和推广。
而在甲醇燃料的安全和可靠性方面,燃烧参数测试技术则成为了必要的保障手段。
一、甲醇燃料的燃烧原理甲醇是一种含氧化合物,其分子式为CH3OH。
其燃烧反应可以用下式表示:CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2H2O从上式中可以看出,甲醇的燃烧产物是CO2和水。
这种燃烧反应不仅产生的废气排放量低,而且其燃烧时释放的热量比汽油和柴油高得多,所以同样的燃料使用量可以产生更多的能量,同时也促进了动力输出。
二、甲醇燃料的燃烧参数为了保障甲醇燃料在使用过程中的安全和可靠性,必须对其燃烧参数进行测试。
甲醇燃烧的主要参数有以下几个方面:1. 燃烧温度燃烧温度是指甲醇燃料在燃烧过程中产生的温度。
燃烧温度的高低可以影响燃烧效率和排放物的生成量。
高燃烧温度一方面可以提高燃烧效率,产生更多的能量;另一方面,高温度也容易导致氮氧化物的生成,出现环境污染问题。
因此,燃烧温度需要控制在一定范围内。
2. 混合比混合比指的是甲醇燃料与氧气(或空气)的配比。
混合比的调整可以影响甲醇燃料的燃烧效率和排放物的生成量。
过少的氧气配比会降低燃烧效率,生成较多的一氧化碳和未燃烧甲醇等有害物质;过多的氧气配比则会导致燃烧效率降低,同时也会增加氮氧化物的生成。
3. 燃烧速率燃烧速率是指甲醇燃料在燃烧过程中产生的能量释放速率。
燃烧速率的快慢决定了甲醇燃料的动力输出以及排放物的生成量。
如果燃烧速率过快,容易产生爆炸等安全问题;如果燃烧速率过慢则会影响动力输出和燃烧效率。
4. 发动机性能甲醇燃料的使用要求使用燃料系统和动力系统全面匹配。
因此,除了燃烧参数的测试外,还需要对发动机的性能进行测试,以便匹配更适合的燃料系统和动力系统。
三、甲醇燃料的燃烧参数测试技术甲醇燃料的燃烧参数测试需要使用专门的测试设备和技术。
新型燃气轮机性能测试与分析燃气轮机作为一种具有高效能和低污染特点的先进动力装置,广泛应用于航空、能源和工业领域。
为确保燃气轮机的可靠性和性能,对其进行全面的测试与分析显得尤为重要。
本文将介绍新型燃气轮机性能测试的方法以及通过测试数据进行的性能分析。
一、燃气轮机性能测试方法1. 静态性能测试静态性能测试是燃气轮机性能测试中最基本的一项测试,通过分析燃气轮机在静止状态下的性能参数,了解其基本工作特性。
测试包括测量燃气轮机输出功率、燃气耗量、燃气温度、压力等参数,以及旋转部件的转速、油温、油压等参数。
2. 动态性能测试动态性能测试是在实际工作状态下对燃气轮机进行的测试,主要评估其启动、运行和停止过程中的性能表现。
测试中需要记录燃气轮机的启动时间、响应时间、负载变化时的转速响应等参数,以评估其动态性能。
3. 燃烧性能测试燃烧性能测试是对燃气轮机燃烧过程进行的测试,旨在了解燃气轮机在不同工况下的燃烧效率和排放特性。
测试包括测量燃气轮机的燃烧温度、排气温度、排气组分等参数,以及烟气中的污染物含量。
二、性能测试数据的分析与应用通过对燃气轮机的性能测试,可以获得大量的测试数据。
这些数据可以帮助了解燃气轮机的性能特点,并进行相应的性能优化。
1. 数据分析通过对测试数据的整理和分析,可以得出燃气轮机在不同工况下的性能曲线和参数变化规律。
通过对性能曲线的分析,可以评估燃气轮机在不同负载和工况下的工作效率和稳定性。
同时,还可以通过对排放数据的分析,评估燃气轮机的环保性能。
2. 性能优化通过对性能数据的分析,可以找出燃气轮机存在的问题和不足之处,为进一步的性能优化提供依据。
例如,当发现燃气轮机在高负载下存在转速下降的现象时,可以通过调整燃气供应系统和润滑系统进行改进,提高其负载响应能力。
此外,性能测试数据还可以与其他燃气轮机进行比较,以评估其竞争力和优势。
通过比较不同型号和不同厂家的燃气轮机性能,可以为用户选择合适的燃气轮机提供参考。
火焰温度测试技术使用方法探究当涉及到火灾风险评估、安全检验或火灾事故调查时,准确确定火焰的温度非常重要。
火焰温度的测量可以提供有关火灾的关键信息,如燃烧强度、能量释放和材料行为。
本文将探讨几种常见的火焰温度测试技术及其使用方法。
一、热辐射计热辐射计是一种常见的测量火焰温度的工具。
它通过测量火焰产生的辐射热量来计算火焰温度。
热辐射计的工作原理是利用一个感测器来测量火焰辐射的强度,然后使用计算公式将辐射强度转换为火焰温度。
使用热辐射计进行火焰温度测量时,需要将计仪与被测试的火焰保持一定距离,并保证计仪的感测器面朝火焰。
此外,还需要注意避免周围环境对测量结果的影响,如避免大气湿度、烟雾和其他辐射源对测量值的干扰。
二、红外测温仪红外测温仪是另一种常用于测量火焰温度的工具。
它利用火焰产生的红外辐射来测量火焰温度。
红外测温仪可以远距离测量火焰温度,而无需物理接触。
使用红外测温仪进行火焰温度测量时,需要保持一定距离,并将仪器对准火焰。
红外测温仪以非接触方式获取温度值,因此可以避免直接接触火焰可能带来的危险。
然而,红外测温仪需要注意环境因素对测量结果的影响,如背景辐射、温度梯度和目标表面的反射率。
三、热像仪热像仪是一种利用红外热辐射成像技术来显示和测量温度的设备。
它能够提供火焰的三维图像,并显示不同温度区域的颜色来帮助测量。
使用热像仪进行火焰温度测量时,可以通过观察显示屏上的图像来获取温度值。
热像仪通过测量火焰辐射的强度和颜色来计算温度。
相比于其他测温工具,热像仪可以提供更加直观的温度图像,并可用于观察复杂火灾场景中的温度分布。
四、火焰温度测试技术的应用火焰温度测试技术广泛应用于多个领域。
在建筑和消防工程中,测量火焰温度可以用于评估材料的耐火性能和设计火灾安全措施。
在燃烧科学研究中,火焰温度的测量可以提供对燃烧过程的深入了解。
在火灾事故调查中,准确测量火焰温度可以帮助确定火灾的起因和燃烧过程。
然而,火焰温度测试技术也存在一些限制和挑战。
推进剂燃烧性能测试及优化技术研究随着现代航空、导弹、火箭等高科技军事装备的不断更新换代,推进剂作为这些装备的重要组成部分,燃烧性能的测试与优化对增强其作战性能具有至关重要的作用。
因此,推进剂燃烧性能测试及优化技术的研究越来越受到广泛的关注和重视。
1. 推进剂燃烧性能测试的重要性推进剂是火箭、导弹等航天器起飞和飞行的能量来源,其燃烧性能的好坏对火箭、导弹等航天器的整体性能有着至关重要的影响。
因此,推进剂的燃烧性能测试是飞行器首次试飞之前必须要进行的一项重要工作。
通过燃烧性能测试可以了解推进剂的使用条件,检验推进剂的性能指标是否符合设计要求。
同时,燃烧性能测试也可以为推进剂的改进提供技术参考,为提升其性能提供科学依据。
2. 推进剂燃烧性能测试技术的现状推进剂燃烧性能测试技术是推进剂研究的关键环节之一。
目前,推进剂的燃烧性能测试主要采用试验平台技术和计算模拟技术两种方法。
试验平台技术包括静态试验、动态试验等多种方式,其中动态试验是推进剂燃烧性能测试中主要的测试方式。
此外,还有计算模拟技术,通过对推进剂燃烧过程的模拟来分析其性能特点,预测可能出现的问题,并为推进剂的优化提供支持。
然而,由于推进剂燃烧性能测试涉及到复杂的化学反应和高温高压环境,试验难度和风险较大,需要采取严格的安全措施,对操作人员的技术水平和安全意识提出了较高的要求。
3. 推进剂燃烧性能测试技术的发展方向随着现代科技的不断发展,推进剂燃烧性能测试技术也在逐步发展和创新。
近年来,一些新兴技术的应用极大地推动了推进剂燃烧性能测试技术的发展。
其中,流场诊断技术、微重力环境下推进剂燃烧性能测试技术、基于计算机模拟的推进剂燃烧性能预测技术等都成为热门的发展方向。
(1)流场诊断技术在传统的推进剂燃烧性能测试过程中,由于透明背景无法掌握推进剂燃烧过程中的流动现象,往往存在一定的局限性和不足之处。
而流场诊断技术可以通过对推进剂燃烧区域进行可视化诊断,实时观测流场分布情况,从而为提高推进剂燃烧性能提供更加精准的数据。
各种低氮燃烧技术的特点技术01扩散式燃烧这是⼀种最简单的燃烧⽅式,该燃烧⽅式的优点是简单、容易点⽕、不会回⽕、燃烧稳定及燃具结构简单。
缺点是,对于空⽓需求量⼤的⾼热值燃⽓,靠层流扩散达不到完全燃烧,烟⽓中C0含量⽐较⾼,燃具体积⽐较⼤。
强制⿎风扩散燃烧⽅式多⽤于⼯业炉中的⼯业燃烧器。
采⽤这种燃烧⽅式需要合理地组织空⽓与燃⽓混合,避免产⽣⼤量的N0x与C0。
O2含量2%--12%;,相对点⽕容易。
但是,NOX含量⽆法控制。
技术02部分预混式燃烧部分预混式燃烧习惯上⼜称⼤⽓式燃烧。
与扩散式燃烧相⽐,部分预混式燃烧具有燃烧完全、⽕焰短、热强度⼤的优点,但是这种燃烧⽅式可能产⽣回⽕、离焰与脱⽕,在控制好⼀次空⽓的条件下,能具有⼀定范围的不离焰、不回⽕的稳定⽕焰区,在此区内可以调节热负荷。
部分预混式燃烧也有以下缺点:a.需要组织好⼆次空⽓,需要⾜够的⼆次空⽓进⼝⾯积及必要的炉膛⾼度,所以很难减⼩燃烧设备的体积。
b.燃烧产物中N0x含量较⾼,采取措施后,N0x含量降低,⽽C0含量升⾼,很难达到C0与N0x含量都降低的效果。
在有些较⼤功率燃烧器结构中,为了保证点⽕成功率,中⼼形成⽕焰⿊区,采⽤部分预混。
其他与扩散式燃烧相同。
技术03精准控制全预混式燃烧将燃烧所需空⽓精准混⼊燃⽓再进⾏燃烧的全预混式燃烧,其特点是⽕焰短,附着于燃烧表⾯,甚⾄看不到⽕焰,故也称作⽆焰式燃烧。
这种燃烧⽅式的稳定性较差,稳定燃烧的范围较⼩,必须采⽤防⽌离焰与回⽕的稳焰措施。
精准控制全预混式燃烧的优点:燃烧强度⼤,⽕焰短,可以降低炉膛⾼度;不需要⼆次空⽓,省去了⼆次空⽓的⼊⼝⾯积;具有较⼤的⾯积热强度与体积热强度,可缩⼩燃烧设备体积;⽕焰⾯可以靠近热交换器,增⼤传热系数;燃烧产物中C0及N0x含量都⽐较低。
精准控制全预混式燃烧的缺点及特殊的技术要求:当热负荷较⼤时,⽆法利⽤燃⽓⾃⾝压⼒通过引射器吸⼊空⽓,需要有保证燃⽓与空⽓混合⽐例的装置,并且维持此⽐例不受热负荷变化的影响;应有可靠的避免离焰、回⽕的稳焰措施,必要时需要冷却头部,防⽌回⽕。
内燃机燃烧测试技术与优化概况摘要:论述内燃机燃烧在近几年来的发展概况,及其发展前景;新型燃料的使用情况;未来内燃机燃烧技术的展望。
关键词:内燃机;燃烧;新型燃料一、引言内燃机是现代工业文明的产物,是一种将化学能转变为动能的能量转换机械,有较高的燃烧热效率、动力性和可靠性,是目前世界上应用范围最广的热机。
它广泛应用于人类社会的各个领域,成为现代社会不可缺少的动力源,对人类生活和社会发展起到了巨大的推动作用。
预计在今后相当长的时间内,内燃机将继续在交通运输领域中扮演重要角色。
现如今,内燃机所用燃料主要以液体燃料为主。
而在液体燃料中,主要是柴油和汽油,也有些是采用煤油作燃料。
这些燃料都是从石油中炼制出来的。
然而,现有全世界石油储量只够开采30年,解决能源短缺问题已到了迫在眉睫的时候了。
鉴于内燃机在工业领域中广泛的使用,以及在今后相当长的时间内无可替代的地位,优化内燃机燃烧并发展其相关测试技术,以及寻找可代替燃料就成为了如今解决能源问题最可行的方法之一。
目前,分析与研究内燃机燃烧的方法主要是理论计算分析和试验分析,前者也需借助一系列试验分析结果。
因此,内燃机循环及燃烧测试分析方法不仅是提高与研究内燃机产品性能的基础,也是进一步完善与发展内燃机循环的主要手段。
一、内燃机燃烧新技术概况1.1均质压燃技术均质压燃技术(HCCI)是目前发动机领域的研究热点之一。
均质压燃(HCCI)能够使发动机同时保持较高的动力性能和燃油经济性,而且能有效降低发动机的NOx和PM排放,是一种克服传统的汽油机和柴油机缺点、集二者优点于一身的新的燃烧模式。
它的另一个突出优点是燃料的广泛适应性。
均质压燃全称为均质充量压缩着火燃烧方式,被人们称为内燃机的第三种燃烧方式。
均质压燃燃烧系统主要有可控自燃(CAI)燃烧系和优化动力过程燃烧系统(OKP) 。
1.1.1 可控自燃燃烧系统(CAT)首先受到广泛关注的均质压燃燃烧系统称为控自(CAI)燃烧系统。
这类系统的主要特点是通过改变进排气阀的开闭时间来大幅度增加残余废气系数,提高混合气温度,使混合气在压缩过程的终点能达到自燃温度。
在以均质压燃方式工作时,排气阀在上止点前数十度曲轴转角就提前关闭,使相当一部分废气不能排出气缸而成为残余废气。
当排气阀提前关闭后,缸内气体由于活塞继续上行受到压缩。
为避免进气阀打开时缸内压缩气体突然膨胀,不再能对活塞作功,造成能量损失,进气阀打开的时间被推迟到上止点后直至缸内压力下降至大气压。
这样进排气阀打开的时间不再重叠,反而有相当大的间隔,称为负的气阀重叠。
在不同工况下运行时,燃烧时间的控制是通过对气阀开闭时间的控制采调节残余废气系数和混合气温度。
这类均质压燃汽油机的压缩比通常与点燃汽油机相同,大约为10或者略高。
1.1.2 优化动力过程燃烧系统(OKP)另外一种均质压燃系统称为优化动力过程(OKP)燃烧系统。
这种系统对传统汽油机进行了较大的改造。
优化动力系统充分利用了一台汽油机几乎所有可利用的热能源使混合气达到自燃温度。
它采用较高的压缩比,大约为1 5;增加了压缩所转化的热能使混合气达到自燃温度。
它采用热交换器来回收冷却水和排气中的余热对空气进行加热,使进气温度升高。
同时,它还适当增加缸内残余废气使混合气温度升高。
在优化动力系统中均质压燃燃烧的时间是通过对进气温度的快速调节来控,制时。
这种汽油机的进气被分成两股,一股空气流经热交换器被冷却水和排气所加热,另一股空气不经过热交换器直接流到进气道。
进气温度的控制是通过调节两股气流的比例来实现的。
冷热气流的比例可采用气流控制阀来调节。
这种进气系统设计极大地减少了进气系统的热惯性对温度调节的不利影响,可进行快速温度调节进气温度调节的速度取决于气流控制阀流通截面改变的速度。
均质压燃是一种完全不同的燃烧方式,具有解决内燃机热效率低问题的能力,使汽油机的指示热效率可达到甚至超过目前柴油机的水平。
由于采用了压燃,混合气的空燃比不再受到混合气点燃和火焰传播的限制,内燃机的压缩比也不再受到爆震的限制。
因此,均质压燃汽油机有可能使汽油机的热效率大幅度提高。
与此同时,由于可以在稀薄混合气中进行燃烧,氮氧化物的生成受到抑制,减轻了排气后处理的困难。
2. 1MK燃烧技术概况与应用近年来,人们提出了另一种新型燃烧系统,称为MK燃烧系统。
MK系统基本特征是属于低温、预混合燃烧,能够同时降低NOx, PM。
在MK系统中采用高的废气再循环率,降低进气氧浓度并实现低温燃烧,这样能够大幅度降低NOx。
但是由于高的废气再循环率通常会引起排气烟度增加,因此设法通过延迟喷油来实现预混合燃烧,达到降低PM的目的。
相关研究表明,在整个燃烧周期内,MK燃烧没有明显的耀眼火焰。
与传统燃烧相比,MK燃烧放热率曲线只有光滑的一段,属于预混合燃烧,这样能够降低燃烧烟度,即能够降低PM排放。
由于喷油始点的推迟,其燃烧始点明显迟于传统的燃烧方式,而且其后的放热率峰值也小,对应于较小的压力升高率,这样MK燃烧方式也是一种比较柔和的燃烧方式。
如上所述,为了实现MK燃烧,有2个基本前提需要满足:一是采用大的废气再循环率;二是将燃油在着火前全部喷入气缸。
因此,在MK燃烧试验中发现,当过量空气系数λ< 1. 3时燃油消耗率、CO 排放水平将会恶化,因此必须将λ控制在1. 3以上,这样也就限制了MK系统的使用范围,只能局限于小负荷工况。
目前,第1代MK燃烧发动机的最大平均有效压力为0155MPa左右,而第2代目标为0. 87MPa左右。
要从第1代向第2代进展,采取的主要技术措施是:冷却EGR、低的压缩比、高的喷射压力。
除此以外,新型燃烧技术还有PRED IC燃烧技术,以及HCDC燃烧技术等。
PRED IC燃烧技术是主要针对预混合稀薄柴油机燃烧的三大缺点,即HC、CO排放高,燃油消耗率高,以及运转范围窄而提出的一种复合式燃烧方式。
HCDC燃烧技术则是针对柴油机如何同时降低NOx和PM排放而提出的一种新的燃烧思想。
这里不再做过多介绍。
虽然当今内燃机领域内相关的燃烧技术发展日新月异,并取得了长足的进步和可喜的成果,但在能源消耗日趋严重,排放要求更加严格,保护环境呼声越来越高的今天,内燃机燃烧技术的发展还有相当长的一段路要走,以满足人类更高的生活要求。
但要达到这一目标,还需要更多内燃机燃烧相关技术的同步发展,以及人们测试水平的不断提高。
只有在不同方向众多领域都取得突破性进展,才能满足人们不同的生活生产需求。
三、内燃机燃烧可视化技术以激光诱导荧光(LIF)法为代表的现代光学诊断方法用于内燃机可视化技术是近年来的研究热点。
LIF 法可以以非侵入的形式定量测量主要污染物及中间产物浓度分布、流场温度、混合气浓度分布等参数,采用不同的试验装置可以进行单点、一维、二维及准三维的测量,是一种灵活而有效的测试手段。
随着激光器、增强型电荷耦合器件及光电倍增管等技术的不断发展,LIF法正被更多的研究者用于内燃机可视化研究。
在用LIF法进行内燃机可视化研究中作为观察对象的受激分子通常是以NO为代的燃烧产物中的小分子,或是羟基(0H)、氰基(CN)等有较好荧光特性并能表征流场内某些物化参数的活性基,或是人为添加的、以丙酮和甲苯等为代表的有机小分子。
荧光的淬息效应和示踪物质荧光特性随温度与压力的变化是LIF技术面临的主要问题,上述因素带来的影响主要在标定和校正的过程中解决。
因此,不同环境下的标定方法是LIF定量测量中的主要技术难点。
可喜的是,随着近年来相关技术的不断发展,许多难题已得到解决。
国外众多大学以及相关研究机构已将此项技术用在了内燃机燃烧当中。
美国Sandia 国家实验室的Richard Steeper和Shane De Zilwa 公布了一项研究,即在可视化发动机上用LIF法观测HCCI燃烧时示踪剂的选择研究,其目的是寻找与燃油挥发特性尽可能相近的示踪剂及浓度参数。
卡尔斯鲁厄大学的研究人员用此方法在可视化发动机上进行了气流引导直喷汽油机喷雾和火花塞附近混合气状态的研究。
研究中使用异辛烷作为替代燃料,示踪剂为3-戊酮,体积分数为8%。
广岛大学的科学家们在一项研究中用LIF-PIV(粒子成像测速)方法在定容燃烧弹上进行了直喷汽油机旋流喷嘴的喷雾特性试验。
LIF法作为内燃机燃烧光学诊断的重要手段被广泛地应用于浓度场、温度场的测量目前,国际上主流的内燃机LIF测试以混合气、NO,OH等浓度分布以及温度场测量为主。
未来LIF技术的应用将更为广泛地结合如PIV、激光诱导炽光法等技术,在获得更多信息的基础上,进一步提高测试精度。
LIF方法是国外研究者常用的研究汽油机喷雾混合气分布的测试手段,而在国内,相关的研究尚不多见。
这说明我国在相关技术领域还处于相对落后的位置。
我们应正视我们与国外先进技术之间的差距,并加大自主研发的技术投入,只有这样,我国在这项技术领域中才能迎头赶上,并占据一席之地。
可以预见采用LIF方法研究的内燃机燃烧技术,将会在未来内燃机燃烧的研发中继续起重要作用。
三、内燃机燃烧测试技术发展概况随着内燃机产品的日益广泛应用及产品技术性能的不断提高,在现代电子与计算机应用技术迅速发展的今天,内燃机测试技术尤其是内燃机燃烧测试分析技术已发展到较高水平。
3.1 内燃机燃烧测试分析方法及其仪器设备1)机械或直接测量法。
采用古老的机械式示功器。
2)电测连续模拟量分析法。
所用仪器设备包括:测量系统、传感器及其整形放大设备,将机械量(压力、位移等)转变为可计量的电压量;显示系统,电子或光电示波器;记录或打印系统。
典型的如气电示功器。
3)电测及数字采集分析法。
采用由数据采集器、存贮器、计算机、转角信号发生器、图像显示屏、打印机和绘图仪等组成的仪器设备,可以进行动态参数采集和实时数据处理。
它是目前广泛应用的内燃机燃烧测试分析技术。
3.2 内燃机燃烧测试分析的目的和内容内燃机产品质量与性能的好坏通常用动力性、经济性、排放性、可靠性和耐久性等技术性能指标来衡量,这些指标基本上可在内燃机试验台架上直接测试。
但分析及改进或提高这些指标,还需对产品热循环及燃烧过程进行测试分析。
通过内燃机燃烧测试分析,可获得:1)进排气能量利用及其过程的完善程度,即从进排气过程气门前后瞬态压力可分析活塞泵气功损失及进排气能量的利用程度;2)循环有用功、平均指示压力及指示热效率;3)循环最高爆发压力及压力升高率,以了解及控制内燃机机械负荷程度;4)循环变动量分析;5)燃烧延迟期及燃烧放热率分析;6)汽油机不正常燃烧(如爆震燃烧)及燃烧噪声分析;7)柴油机喷油系统工作状态(如高压油管瞬态压力、喷油嘴针阀升程等)监测与分析。
通过内燃机燃烧测试的分析与诊断,人们可更加明确内燃机燃烧过程的真实情况,这可以帮助人们了解内燃机运行过程中的每一个细节。