天然气掺氢发动机性能与排放试验

为了分析天然气掺氢燃料对发动机动力性、经济性和排放性的影响,在一台电控单缸天然气发动机上开展了体积掺氢比分别为15％、20％和25％的天然气掺氢燃料的试验和过量空气系数对发动机性能的影响试验．结果表明,在特定发动机工况下,随着掺氢比的增加,缸内最高压力随之增加;NOx排放量增大,而HC、CO排放量降低;有效燃气消耗率降低．试验结果也表明稀燃可以改善发动机的排放性能．     

电喷汽油机燃用甲醇-汽油混合燃料的性能

为了研究不同体积分数的甲醇-汽油混合燃料对多点电喷汽油机性能和排放的影响,通过发动机台架试验,对比分析了发动机的动力性、经济性及排放特性,并用气相色谱分析仪测量了目前法规尚未限制的甲醇和甲醛排放,探讨其排放特性及生成机理。实验结果表明:在外特性工况运行时,甲醇-汽油混合燃料发动机的输出功率在高转速时略高于汽油机,有效燃料消耗率比汽油机低,有效热效率比汽油机高;在负荷特性工况运行时,混合燃料发动机的有效燃料消耗率和有效热效率与汽油机基本相当;随着混合燃料中甲醇体积分数的增加,CO排放有所降低,NOx排放几乎保持不变,THC排放在大负荷时略有升高;混合燃料发动机的甲醛排放明显高于汽油机,并且随甲醇体积分数的增加而增大,而甲醇排放低于汽油机。     

固液分离过滤器流场的数值模拟与分析

采用计算流体动力学（简称CFD）方法对过滤器的过滤单元——滤柱内的流场进行了模拟和分析,并改变边界条件和模型的结构,分析了其对流场的影响．结果表明,减小入口水流速度有利于颗粒在滤柱表面的均匀沉积;将出水口设置到罐体最上部,可以基本消除滤柱内的死水区,同时也增大了有效过滤面积,提高了过滤效率．     

点火时刻对缸内直喷低热值气体燃料掺氢燃烧发动机性能影响的试验

在一台改装的单缸气体发动机上进行了缸内直喷低热值气体燃料掺氢燃烧的试验，开展了不同掺氢比例下，点火提前角对发动机动力和排放及经济性的影响研究．低热值燃料由天然气含量为45％～65％，N2含量为35％，掺氢含量为0-20％的气体组成．研究结果表明：随着掺氢比例的增加，发动机动力性呈现先增高后降低趋势，在掺氢10％条件下动力性最好；排放污染物中HC排放增大，NOx排放呈先增大后减小的趋势，在掺氢10％条件下排放最多，但CO排放基本不变．     

汽油发动机怠速工况富氧燃烧的研究

利用不同进气氧体积分数,实现汽油机富氧燃烧。氧体积分数分别为21.1%,22.6%,25.5%条件下,试验研究了在怠速工况下汽油发动机燃烧特性和排放特性。研究结果表明:在汽油机中怠速工况下,随着氧体积分数的增加,缸压、瞬时放热率明显增大,峰值相位出现时刻提前,累积放热量明显增大;进气中氧浓度加大,循环波动率下降,提高了发动机缸内燃烧的稳定性,燃油消耗量基本保持不变;在怠速工况下实现富氧燃烧,可以大大降低THC和CO的排放,NO2的排放增加,但增加的幅度处于较低的水平。     

低热值气体燃料层流燃烧特性

在定容燃烧弹中开展了当量比、燃料组分、初始压力对低热值气体燃料层流燃烧特性影响的试验研究,建立了准维双区模型,基于在定容弹内实测的压力曲线,计算了规范化质量燃烧率.研究结果表明：燃料中氮气比例的增加导致压力峰值降低,火焰发展期和燃烧持续期增长;化学计量比附近的燃料燃烧进行的较充分,压力峰值最高,火焰传播速率最快,燃烧持续时间短;初始压力的增加使质量燃烧率下降,燃烧持续期有所延长.     

液化氮在降低混凝土出仓温度中的应用

以新建云桂铁路南盘江特大桥拱座基础大体积混凝土施工为依托,为保证在夏季高温季节施工中混凝土入模温度符合规范不大于30℃的规定,研发了采用液化氮降低混凝土出仓温度的方法,在拌合机搅拌罐内安装液化氮供应管道,并将液化氮供应管道与现场的小型液氮供气站相连,在混凝土拌合过程中利用自增压液氮气罐连续向拌合机搅拌罐内注入低温氮气,在混凝土搅拌过程中对混凝土进行充分的降温,可以根据需要调节液化氮的供气量和混凝土拌合时间来调整降温的幅度。有效降低了混凝土的出仓温度,保证了混凝土的施工质量。     

冷处理对烧结钕铁硼磁性能的影响

研究了烧结钕铁硼永磁体经液氮冷处理后的磁性能变化规律。35SH、35H、N40、N35四个牌号的烧结钕铁硼永磁体经液氮冷处理后,磁性能有不同程度的提高。     

Experimental study on the liquid slug of cryogenic slug flow in inclined tubes

An experimental study was carried out to understand the phenomena of the boiling flow of liquid nitrogen in inclined tubes with closed bottom by using a high speed motion analyzer.The experimental tubes are 0.018 and 0.014 m inner diameter(ID) and 1.0 m in length.The range of the inclination angle is 45°-90° from the horizontal.The experimental observation on the liquid slug was carried out along the tubes.Statistical method was employed to analyze the experimental data.The experiment analyzed the influences of the inclination angle and the tube diameter on the liquid slug length and velocity.The results show the liquid slug propagation velocity increases with the decrease of inclination angle θ.For all cases,the maximum values of the mean liquid slug lengths were obtained at θ = 60°.The mean liquid slug lengths were greater for large tube at higher tube position.These conclusions provide a basis for further study liquid slug of cryogenic two-phase undeveloped slug flow.     

发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响

利用空气发泡法研究发泡温度、入射气体压力和流量以及吹气头往复运动频率对铝熔体泡沫生成量和熔体表面气泡尺寸的影响,分析了气泡尺寸对其内部气体压强和发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响．研究结果表明,铝熔体泡沫生成量随射入空气P1V1值的增大而增加．当P1V1从5．7MPa·cm^3／min增加到7．2MPa·cm^3／min,铝熔体表面的气泡半径尺寸由6．93mm增加到7．46mm,铝熔体泡沫的生成率从3210cm^3／min增加到4400cm^3／min．当入射气体P1V1为5．67MPa·cm^3／min时,发泡温度由620℃升高到640℃,气泡半径由3．57mm增大到3,66min,泡沫生成量由288g增大到2978cm^3／min．     

发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响

利用空气发泡法研究发泡温度、入射气体压力和流量以及吹气头往复运动频率对铝熔体泡沫生成量和熔体表面气泡尺寸的影响,分析了气泡尺寸对其内部气体压强和发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响.研究结果表明,铝熔体泡沫生成量随射入空气P1V1值的增大而增加.当P1V1从5.7 MPa·cm3/min增加到7.2 MPa·cm3/min,铝熔体表面的气泡半径尺寸由6.93 mm增加到7.46 mm,铝熔体泡沫的生成率从3 210 cm3/min增加到4400 cm3/min.当入射气体P1V1为5.67 MPa·cm3/min时,发泡温度由620℃升高到640℃,气泡半径由3.57 mm增大到3.66 mm,泡沫生成量由288 g增大到2 978 cm3/min.     

Numerical simulation of thermal and iron ore reduction conditions in pre-reduction shaft furnace based on reducing gas composition and temperature

Based on the principles of mass, momentum and heat transfers between the reducing gas and the iron ore solid, a two-dimensional mathematical model for above two phases is established to study the influences of reducing gas composition on thermal and reduction conditions in pre-reduction shaft furnace with the temperature ranging from 1 023 to 1 223K. Due to the strong endothermic effect of iron ore reduction participated by hydrogen (H₂), increasing the ratio of carbon monoxide (CO) to H₂ enlarges high temperature zone under present calculation conditions, thus improves reduction efficiency inside the furnace. In addition, replacing of the reducing gas with an appropriate proportion of nitrogen (N₂) featuring the same temperature has a potential to reduce fuel consumption by as much as 6.5% while the products of similar quality are yielded.     

二氧化碳压力对甲烷水合物置换速率的影响

通过检测置换过程中气相组分的变化情况,研究了CO2注入压力对置换CH4水合物中CH4气体程度与速率的影响.在274.15 K时,研究了3.97,4.56,4.84,6.26M Pa 4个不同的CO2注入压力下置换反应的进行情况.实验表明,当置换反应结束时,分别有20.0%,26.4%,44.9%,9.1%的CH4被置换出来.在一定压力范围内(3.97~4.84 M Pa),CO2气体注入压力越高,被置换出来的CH4量越大,但当CO2气体注入压力接近液化压力时,CH4回收量反而明显下降.     

基于无线传感网络的CO的体积分数监测系统

将ZigBee无线传感网络技术应用到CO的体积分数监测系统,以满足恶劣环境下长时间、无人值守、多点监测、多级报警的需求。运用ZigBee技术构建自组织网络,搭建以拓扑结构为网状网的无线传感网络。采用VB编写用户界面,实现用户操作、数据信息显示等功能。详细阐述系统的总体架构、硬件设计、工作流程及试验数据分析。结果表明,该系统可靠性好、测量精度高、功耗低,可实现较大区域范围内的多点自动监测。     

并联离线再生式颗粒捕捉器的试验研究

介绍一种并联式颗粒捕捉器及其试验情况.这种颗粒捕捉器采用2个壁流式金属烧结毡过滤器芯,2个滤芯并联安装,交替工作和再生.再生策略采用工况背压作为再生开始的条件,电加热引燃,采用控制再生空气流量的办法控制再生速度和再生温度.试验和实车运行证明该颗粒捕捉器新鲜状态时过滤效率63%,使用后期过滤效率81%,对实际运行油耗的影响在3%以内,可进行自动再生,满足车载使用要求.该过滤器可用于车辆的黑烟治理和采用EGR技术的欧IV发动机.     

Control strategy research of a selective catalytic reduction system for heavy-duty application

An AdBlue dosing control strategy of the selective catalytic reduction(SCR) system is developed for a heavy-duty diesel(HDD) engine. The strategy includes a raw emission prediction model, an ammonia(NH_3)coverage prediction model, a transient heat hysteresis correction algorithm, an NH_3 leakage control model for transient operation conditions, and a feedback controller(FBC). FBC has been developed by using mathematical manipulation to change output signal of sensor based on cross-sensitivity of nitrogen oxide(NO_x) sensor to NH_3.The quantification of control parameters is based on experiments and Nyquist stability criterion. FBC is enabled in most test conditions to satisfy the stability requirements. NOxconversion(DeNO_x) efficiency of SCR system is 82.4% in European steady-state cycle(ESC) test and 80.3% in European transient cycle(ETC) test, while the leakage of NH_3 is under 10-5 volume fraction in average.     

气体流动阻力损失对反向扩孔气动冲击器性能的影响

为了研究反向扩孔气动冲击器内部气体流动阻力损失对其性能的影响,在简化复杂的气路基础上,从其结构和工作原理出发,分析了冲击器工作过程中气体流动所产生的压力损失;在有压力损失的条件下,研究冲击器气腔内气体变化特性,建立了冲击器的工作过程数学模型;根据数学模型,应用MATLAB程序进行计算机仿真运算,得到了冲击器工作过程中压力损失曲线,以及压力损失条件下活塞运动特性和各腔压力变化规律.研究结果表明:气体流动阻力损失影响冲击器破岩效率,使得冲击器活塞运动末速度从5.05 m/s下降到4.22 m/s,冲击频率从5.00 Hz下降到4.28 Hz;冲击器尾气压力仅为0.140 MPa,低于设计值0.185 MPa,影响冲击器尾气排屑.      

柴油溶气喷射雾化粒径特性分析与计算

运用激光粒度分析仪(LDSA)和瞬间高速摄影等装置,就喷射压力对溶解有二氧化碳气体的柴油喷射雾化特性的影响进行研究. 研究结果表明将CO2气体溶解于柴油只能在特定的喷射压力范围内改善喷射雾化. 同时,依据柴油喷射雾化粒径的实验数据,采用曲线拟合的方法建立了计算不同溶气量的柴油在不同喷射压力下喷雾液滴的索特直径(SMD)的经验公式.     

Effect of Gr Content and Hot Extrusion on Tensile Properties of （Nano-SiCp~-Gr）/Cu Composites Fabricated by Powder Metallurgy

Novel hybrid Cu matrix composites reinforced by graphite (Gr) particle with volume fraction of 5%?C15% and nano-SiC particle (nano-SiCp) with volume fraction of 3% have been prepared by powder metallurgy. The results show that Gr and nano-SiCp distribute uniformly in the Cu matrix. With increasing the volume fraction of Gr, the tensile strength of the composites decreases from 114 to 51MPa and the elastic modulus decreases from 75 to 60GPa. Compared with the sintered composites, the tensile properties including elastic modulus, tensile strength, yield strength and tensile elongation of the hot-extruded (nano-SiCp+Gr)/Cu composites are improved greatly due to higher relative density of the composites and more uniform distribution of Gr and nano-SiCp, in addition to finer grain size of the matrix as a result of dynamic recovery and recrystallization which occur during hot extrusion process.     

柴油机排气歧管进气角度对排气性能影响

为研究柴油机排气系统的结构对增压方式及排气能量利用效率的影响,建立了某柴油机排气歧管的三维数值模型,采用动态控制技术,分析了各歧管联合排气时排气系统内的流动状态.结果表明,原始结构的排气管内存在漩涡、局部动态压力过大,排气歧管内气体流量分布最大不均匀度较大等现象.为提高排气性能,对排气歧管进气角度进行了优化.模拟结果表明,优化后涡流明显减少,局部动压降低2000 Pa,出口处最大不均匀度降低5.55％,该结构有利于排气.