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柴油机冷起动工况最小进气预热功率匹配设计 被引量：1
1
作者 黎一锴 刘昱辰 +3 位作者 陈宏宽 史中杰 薛泽锋 李向荣 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期49-60,共12页
为提升柴油机低温高海拔起动能力,考虑火焰预热塞下游进气管路沿程散热,提出了一种具有环境适应性的柴油机最小进气预热功率匹配设计方法。首先,基于柴油喷雾临界着火条件获得不同环境下柴油机不同转速下的最低进气温度需求;其次,建立... 为提升柴油机低温高海拔起动能力,考虑火焰预热塞下游进气管路沿程散热,提出了一种具有环境适应性的柴油机最小进气预热功率匹配设计方法。首先,基于柴油喷雾临界着火条件获得不同环境下柴油机不同转速下的最低进气温度需求;其次,建立火焰预热塞下游进气管路理论散热模型,获得不同环境下火焰预热塞的最低预热温度;最后,计算得到柴油机不同环境下的最小进气预热功率。基于以上方法,对某V型6缸柴油机进行最小进气预热功率需求计算和试验验证,获得了柴油机随大气温度和海拔高度变化的进气预热功率MAP图。计算结果表明:平原0℃环境、启喷转速为300 r/min时,柴油机无需进气预热可成功起动。在相同环境温度下,进气预热功率随着海拔高度的增加而降低;在相同海拔下,进气预热功率随环境温度增加整体上呈现减小趋势,但是由于环境温度低于−20℃时采用加温器辅助起动、进气道沿程热损失减少,导致−20℃条件进气预热功率高于−30℃。试验结果表明,采用进气预热能极大改善缸内热力状态,降低缸内失火循环比例。同时,采用进气预热后,缸内喷油策略对缸内着火过程的影响敏感度降低。采用本文提出的最小进气预热功率匹配设计方法,在平原−43℃和5000 m海拔20℃条件下,柴油机均能成功起动,该结果可为柴油机冷启动提供参考。 展开更多
关键词 柴油机 冷起动 进气预热功率 缸内着火 高原低温
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超高转速高压燃油离心泵多工况性能试验研究
2
作者 王凯 胡建斌 +1 位作者 吴亮亮 申文博 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期122-128,共7页
为了研究燃油离心泵在变转速过程中的能量特性预测精度和运行稳定性问题,对一台超高转速高压燃油离心泵进行了实验分析,研究了不同转速和流量下的性能及出口压力脉动特性.通过实验测量和频谱分析,揭示了泵的扬程、效率及压力脉动频谱特... 为了研究燃油离心泵在变转速过程中的能量特性预测精度和运行稳定性问题,对一台超高转速高压燃油离心泵进行了实验分析,研究了不同转速和流量下的性能及出口压力脉动特性.通过实验测量和频谱分析,揭示了泵的扬程、效率及压力脉动频谱特性随工况变化的规律.结果表明:泵的性能可通过设计转速下的性能近似估算,但在低转速下,估算误差显著增加,60%nd(设计转速)时关死点扬程偏差最大为4%,最高效率点流量系数偏差为20.41%.在不同流量工况下,低流量下压力脉动呈现宽频特性,而大流量下则转变为叶频主导的离散频谱,最大脉动幅值出现在0.8QnBEP(效率最高点流量系数).随着转速降低,出口处的压力脉动幅值逐渐减小. 展开更多
关键词 高压燃油离心泵 多工况 变转速 压力脉动 试验测试
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微量柴油引燃高压直喷天然气的碳烟体积分数分布 被引量：1
3
作者 夏天峰 陶文辉 +3 位作者 王晓艳 樊旭 王定文 董全 《内燃机学报》 北大核心 2025年第2期117-126,共10页
在定容燃烧弹上采用双色-激光诱导炽光(TC-LII)法定量研究了不同引燃油量、油、气喷射间隔(STS)及环境温度工况下柴油引燃高压直喷天然气的碳烟体积分数fv生成及分布特性.结果表明:在定容燃烧弹背景压力为3 MPa、环境温度为800 K、油、... 在定容燃烧弹上采用双色-激光诱导炽光(TC-LII)法定量研究了不同引燃油量、油、气喷射间隔(STS)及环境温度工况下柴油引燃高压直喷天然气的碳烟体积分数fv生成及分布特性.结果表明:在定容燃烧弹背景压力为3 MPa、环境温度为800 K、油、气喷射压力为32 MPa、31 MPa及喷射间隔为0.4 ms条件下,微量柴油(8.104 mg)引燃高压直喷天然气(161.500 mg)产生的碳烟高浓区主要分布在射流火焰中部轴线两侧;增加引燃油量会提高油、气耦合燃烧火焰中的fv,但柴油燃烧强度的提升会使燃烧后期天然气射流火焰中的碳烟氧化速率加快,在引燃油喷射脉宽为1.1 ms下,天然气燃烧后期的碳烟低浓度分布区间占比高达71%,随尾气排出的碳烟最少;当STS=0.4 ms时,其碳烟体积分数最大值(v_(max))和平均值(v_(mean))的峰值相比于STS=0.8 ms时v_(max)和v_(mean)的峰值,分别减小了27.2%和28.1%,相比于STS=1.2 ms分别减小了9.3%和6.6%;环境温度的升高会导致v_(max)和v_(mean)都增大. 展开更多
关键词 定容燃烧弹 高压直喷 天然气 碳烟体积分数
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喷油策略和缸内温度调控对大缸径氨柴发动机燃烧和排放的影响
4
作者 官维 吴杰 +4 位作者 吴锋 王雷 娄华 何海斌 文涛 《内燃机工程》 北大核心 2025年第4期55-63,共9页
为了提高氨柴双燃料发动机的燃烧效率和指示热效率,降低污染物排放,基于一台大缸径船用发动机,使用三维仿真软件CONVERGE,对不同氨能量替代比和发动机的不同柴油喷射正时及缸内初始温度下的燃烧和排放进行了对比分析。研究发现:随着氨... 为了提高氨柴双燃料发动机的燃烧效率和指示热效率,降低污染物排放,基于一台大缸径船用发动机,使用三维仿真软件CONVERGE,对不同氨能量替代比和发动机的不同柴油喷射正时及缸内初始温度下的燃烧和排放进行了对比分析。研究发现:随着氨能量替代比的逐渐增加,预混燃烧比例加大,发动机的指示热效率获得改善,碳排放显著降低。但过高的氨能量替代比使得燃烧完成度降低,燃烧效率下降,导致指示热效率降低。适当提前柴油喷油正时可以提升燃烧效率,同时降低NH_(3)和CO排放。提高缸内初始温度改善了燃烧环境,提升了氨燃料的燃烧速率,发动机指示热效率提高的同时,N_(2)O和未燃氨的排放量能够显著降低。在氨能量替代比为40%、柴油喷射正时为-21°、缸内初始温度为338 K时,发动机的指示热效率达到最高51.37%,同时N_(2)O和未燃氨的排放水平非常低。 展开更多
关键词 氨柴双燃料 氨能量替代比 喷油正时 缸内初始温度 燃烧 排放
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高负荷下喷油策略对PODEn-汽油燃烧性能的影响
5
作者 王伟男 张光德 钱大伟 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第8期1317-1325,共9页
为更好优化PODE-汽油双燃料燃烧特性,通过改变其汽油直喷比例和汽油直喷时刻,在利用软件进行数值模拟,研究结果表明:在大负荷工况下,汽油缸内直喷比例在10%到30%时,缸压峰值高于单一气道喷射,且燃烧性能指标都有所提升。当直喷比例高于... 为更好优化PODE-汽油双燃料燃烧特性,通过改变其汽油直喷比例和汽油直喷时刻,在利用软件进行数值模拟,研究结果表明:在大负荷工况下,汽油缸内直喷比例在10%到30%时,缸压峰值高于单一气道喷射,且燃烧性能指标都有所提升。当直喷比例高于30%后,缸压峰值降低,燃烧性能指标降低;汽油相对晚喷情况下(−40°~−70°),随着喷射时刻的提前,燃烧始点推迟,缸压峰值降低,放热率峰值降,汽油相对早喷情况下(−80°~−110°),随着喷射时刻的提前,燃烧均呈现双峰状态,汽油缸内混合气分层更明显,狭隙区域形成较浓汽油混合气,使燃烧区域更广,有助于降低HC和CO的排放。 展开更多
关键词 数值模拟 喷射策略 直喷时刻 燃烧特性
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Mn-Ce-O_(x)低温催化氧化NO及促进船舶SCR效率的研究
6
作者 张天鹏 席鸿远 +2 位作者 周松 张钊 孙昂 《内燃机学报》 北大核心 2025年第4期349-356,共8页
甲烷(CH_(4))催化氧化可以有效处理液化天然气(LNG)船舶CH_(4)逃逸,但也催化氧化了尾气中的NO.为了研究LNG船舶CH_(4)氧化装置对选择性催化还原(SCR)系统的影响,基于自行搭建的脱硝试验平台,构建基于锰铈氧化物(Mn-Ce-O_(x))催化剂与商... 甲烷(CH_(4))催化氧化可以有效处理液化天然气(LNG)船舶CH_(4)逃逸,但也催化氧化了尾气中的NO.为了研究LNG船舶CH_(4)氧化装置对选择性催化还原(SCR)系统的影响,基于自行搭建的脱硝试验平台,构建基于锰铈氧化物(Mn-Ce-O_(x))催化剂与商业钒基催化剂的联合催化反应体系,研究了反应温度、催化剂种类、空速和杂质气体干扰对Mn-Ce-O_(x)催化氧化NO和促进催化还原NO_(x)的影响.结果表明:NO体积分数从0.05%升到0.20%、O_(2)体积分数从17.00%降到5.00%时,NO氧化效率小幅度降低.在脱硝效率方面,相同条件下Mn-Ce-O_(x)大幅度促进了SCR的脱硝效率,在反应温度为180℃、空速为21356 h^(-1)且摩尔比n(NO)/n(NH_(3))为1.0∶1.1时脱硝效率可以达到86.80%,并可以将整体催化剂体积降低50.7%,进而降低SCR系统的占用空间. 展开更多
关键词 船舶 选择性催化还原 催化氧化 氧化效率
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ZnZrO_(x)催化二氧化碳加氢制甲醇的工艺性能研究
7
作者 王霂晗 周宇 +1 位作者 沈凯 张亚平 《电力科技与环保》 2025年第3期405-412,共8页
【目的】甲醇作为工业化学品的关键原料,通过可再生氢能将温室气体CO_(2)转化为高附加值甲醇是实现“碳中和”的重要途径。为了给工业应用提供理论指导,开展ZnZrO_(x)固溶体催化剂在CO_(2)加氢制甲醇中的工艺条件优化研究,【方法】本文... 【目的】甲醇作为工业化学品的关键原料,通过可再生氢能将温室气体CO_(2)转化为高附加值甲醇是实现“碳中和”的重要途径。为了给工业应用提供理论指导,开展ZnZrO_(x)固溶体催化剂在CO_(2)加氢制甲醇中的工艺条件优化研究,【方法】本文采用球磨法制备ZnZrO_(x)催化剂,通过固定床反应器系统考察不同反应温度、压力及空速对催化剂加氢性能的影响。结合原位红外光谱分析反应路径,分析最佳工况下不同H_(2)/CO_(2)摩尔比对催化剂加氢性能的影响,并引入疏水剂聚二乙烯基苯与催化剂物理混合,研究其对催化剂加氢性能的优化作用。【结果】结果表明,优化后的最佳工艺条件为:温度320℃、压力5 MPa、空速24000 mL/(g_(cat)·h),此时CO_(2)转化率为5.1%,CH_(3)OH选择性72.2%,CH_(3)OH产率约为80.0 mg/(g_(cat)·h)。在最佳工艺条件下,H_(2)/CO_(2)摩尔比从3增至9时,CO_(2)转化率提高至12.9%,CH_(3)OH产率提升145.8%;原位红外表明高氢碳比加速甲酸盐中间体形成,促进CH_(3)OH生成。引入疏水剂聚二乙烯基苯(质量比1:1)后,催化剂疏水性增强,水产物快速排出,CH_(3)OH产率在320℃下达到414.0 mg/(g_(cat)·h),较未添加时提升显著。ZnZrO_(x)催化剂在优化工艺条件下表现出高效CO_(2)加氢性能,疏水剂聚二乙烯基苯的引入进一步提升了CH_(3)OH产率。【结论】研究结果为工业中CO_(2)资源化利用及催化剂设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 二氧化碳加氢 甲醇 ZnZrO_(x)催化剂 工艺条件 疏水剂
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燃煤电厂烟气脱硝催化剂再生技术研究进展 被引量：1
8
作者 王霂晗 宋绍伟 《电力科技与环保》 2025年第1期69-76,共8页
燃煤电厂为控制NOx排放而普遍采用选择性催化还原法,每年产生大量的废脱硝催化剂,应优先选择再生。再生过程一般包括物理清灰、水清洗、化学清洗、活性补充和焙烧等工序,其中清洗去除毒性元素是最重要的环节。本文对比了溶液清洗法、热... 燃煤电厂为控制NOx排放而普遍采用选择性催化还原法,每年产生大量的废脱硝催化剂,应优先选择再生。再生过程一般包括物理清灰、水清洗、化学清洗、活性补充和焙烧等工序,其中清洗去除毒性元素是最重要的环节。本文对比了溶液清洗法、热(还原)方法、微生物浸出等不同方法的毒性元素去除效果,得出各种方法的优缺点和适用范围,以提高毒性元素去除方法的针对性。(1)溶液清洗法是目前的主流工厂化再生方法,主要包括水洗、酸洗、碱洗3种,三者单独或者组合后可以实现碱(土)金属100%去除,但会引起催化剂V、W组分不同程度的流失。(2)盐溶液、表面活性剂、电泳等清洗方法是溶液清洗法的重要补充,主要用于催化剂特定重金属(Pb、Hg等)或者类金属(As)的清洗去除,可以实现毒性物质的高效去除,引起的V、W组分流失较少。(3)热再生方法可加热去除铵盐,热还原再生方法则可以去除催化剂表面与金属结合的硫酸盐,二者均可应用于燃煤电厂现场再生。(4)微生物再生环境友好,反应条件相对温和,是最具应用前景的失活脱硝催化剂再生方法,但目前应用案例较少,需要突破规模化瓶颈。催化剂失活是复杂烟气成分和运行条件共同作用的结果,具体再生方法应根据失活类型和失活程度进行优选或组合。 展开更多
关键词 脱硝催化剂 酸洗再生 碱洗再生 热(还原)再生 微生物再生
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船用LNG发动机排放的影响因素研究 被引量：1
9
作者 蒋顺豪 《船舶物资与市场》 2025年第2期51-54,共4页
近年来,航运业正在加快绿色转型,传统化石燃料存在高污染、资源短缺的问题,天然气作为清洁燃料,潜在储量大、易开采,逐渐受到人们的青睐,天然气发动机有着排放污染小、燃烧柔和、抗爆性好的优点,在船用发动机市场占比逐渐提高,为改善船... 近年来,航运业正在加快绿色转型,传统化石燃料存在高污染、资源短缺的问题,天然气作为清洁燃料,潜在储量大、易开采,逐渐受到人们的青睐,天然气发动机有着排放污染小、燃烧柔和、抗爆性好的优点,在船用发动机市场占比逐渐提高,为改善船用天然气发动机排放性,提高整船经济性。以1台6缸微喷引燃天然气发动机为研究对象,分析了不同边界条件和进气形式对排放的影响规律。试验结果表明:NO_(X)排放的变化趋势和其余排放组分不同,燃气温度对CH_(4)排放影响波动最大,在进气湿度大于45%相对湿度时,进气湿度对HC排放影响显著。增压后进气式发动机的总排放量要大于增压前进气式发动机,主要在于NO_(X)和CH_(4)排放量增加明显,增压前进气式发动机的HC排放要高于增压后进气式发动机,CO排放基本不受进气方式的影响。 展开更多
关键词 天然气发动机 气体排放 边界条件
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高温SCR脱硝研究进展:从催化剂到反应机理
10
作者 王瑜 唐添发 +2 位作者 周沁宇 许璐 汤常金 《电力科技与环保》 2025年第3期343-356,共14页
【目的】为应对燃气轮机、煤层气发电等行业烟气减排需求,急需开发高温(≥500℃)脱硝催化剂,以解决商用钒钛催化剂因高温烧结、氨氧化副反应加剧而带来的活性下降问题。【方法】系统综述了分子筛基和金属氧化物基两类高温催化剂,总结了... 【目的】为应对燃气轮机、煤层气发电等行业烟气减排需求,急需开发高温(≥500℃)脱硝催化剂,以解决商用钒钛催化剂因高温烧结、氨氧化副反应加剧而带来的活性下降问题。【方法】系统综述了分子筛基和金属氧化物基两类高温催化剂,总结了催化剂制备方法与性能优化策略。结合文献报道,讨论了高温脱硝催化剂的NH_(3)-SCR反应机理以及抗中毒作用机制,包括抗(水)热稳定性和抗硫/碱金属中毒。【结果】在分子筛基催化剂中,Fe/SSZ-13和Cu-SSZ-13表现出优异高温活性,主要归因于孤立金属位点与酸性位点的协同作用。对于氧化物基催化剂,WO_(3)-FeO_(x)和硫酸化CeO_(2)通过增强表面酸性、氧空位及抑制NH_(3)氧化实现高效脱硝。抗中毒研究表明,ZrO_(2)掺杂可提升抗硫性能,而Ce掺杂能缓解碱金属中毒。【结论】分子筛基与氧化物基催化剂在高温脱硝领域展现出潜力,但需进一步优化抗失活机制。未来研究应聚焦高温微观失活机制解析、硫盐动态行为与碱金属捕获策略、多污染物协同控制及整体式催化剂的实际应用适配,推动高温脱硝技术的工业化应用。 展开更多
关键词 烟气脱硝 高温催化剂 分子筛 金属氧化物 反应机理 抗中毒
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植物基活性炭的制备及其在发电领域的应用
11
作者 温霄瑨 马达夫 +2 位作者 李汪繁 吴何来 丁先 《电力科技与环保》 2025年第3期393-404,共12页
【目的】本文旨在系统梳理植物基活性炭的制备技术,分析炭化、活化及改性等关键工艺的参数对其性能的影响,并通过经济性分析评估其应用潜力,以推动其在发电领域的规模化应用。【方法】围绕植物基活性炭的制备过程,系统对比直接炭化、水... 【目的】本文旨在系统梳理植物基活性炭的制备技术,分析炭化、活化及改性等关键工艺的参数对其性能的影响,并通过经济性分析评估其应用潜力,以推动其在发电领域的规模化应用。【方法】围绕植物基活性炭的制备过程,系统对比直接炭化、水热炭化和微波炭化不同炭化方法与物理、化学、物理化学、微波辅助化学和催化活化不同活化方法对活性炭孔隙结构、比表面积及吸附性能的影响规律;探讨物理、化学及金属负载改性方法对表面官能团和选择性的调控机制;结合发电领域需求阐述其具体应用场景。【结果】研究表明,(1)直接炭化升温速率比水热更快,但能耗更高,但水热炭化过程能耗较低、制得活性炭特性较广,因此有更为广泛的应用;(2)物理活化使用O_(2)作为活化剂能够有效降低活化温度。化学活化、物理化学活化主要调节的分别是活性炭的表面性质和孔径分布;微波辅助和催化活化都能在一定程度提高活化反应过程,微波辅助活化能够降低活性炭表面酸性,催化活化根据金属氧化物催化剂颗粒尺寸的不同,使活性炭孔径分布调节至某一范围;(3)经济性分析表明,结合气化供热/发电可降低总体能耗,植物基活性炭生产成本较煤基降低30%~50%,更具经济性;(4)在发电领域,植物基活性炭可吸附二噁英,效率达99%以上,并可同步脱硫脱硝;作为电解水催化剂载体,可将产氢速率提升45%;作为超级电容器材料,能量密度达到136.6 W·h/kg,综合性能显著优于传统材料。【结论】植物基活性炭凭借高比表面积、可调控的孔隙结构及丰富的表面官能团,在电厂烟气处理、电催化及储能领域展现出广阔应用前景。未来需进一步优化制备工艺的能效与经济性,推动其向规模化发展,助力电力行业低碳化发展。 展开更多
关键词 植物基活性炭 制备 炭化 活化 改性 应用
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不同尾气热管理策略对当量天然气发动机WHTC循环排放的影响 被引量：3
12
作者 邓远海 宁德忠 +3 位作者 蒋继 潘恒斌 付长城 官维 《车用发动机》 北大核心 2024年第2期53-59,共7页
国六天然气发动机采用等当量燃烧结合外部冷却EGR及TWC的排放控制技术路线,TWC的转化效率是保证发动机排放达标的重要因素,而催化器的入口温度是决定TWC转化效率高低的最重要影响参数之一。然而,在冷起动阶段及排气管路温降较大的情况下... 国六天然气发动机采用等当量燃烧结合外部冷却EGR及TWC的排放控制技术路线,TWC的转化效率是保证发动机排放达标的重要因素,而催化器的入口温度是决定TWC转化效率高低的最重要影响参数之一。然而,在冷起动阶段及排气管路温降较大的情况下,存在TWC入口尾气温度难以满足发动机及整车排放高效转化需求的问题。针对该问题,在一台4.5 L排量的发动机和一辆搭载该发动机的城市环卫车上探究不同尾气热管理策略对发动机WHTC循环排放及整车作业循环排放的影响。研究结果表明:采用起动快速温升的尾气热管理策略,能有效提高冷起动阶段发动机尾气温度,WHTC循环的TWC入口温度达到300℃所需时间缩短了300 s,显著降低了NO_(x),CH 4和CO循环排放,降幅分别达到38.5%,38.5%和5.8%;采取在TWC上增加金属载体前级方案的尾气控制策略,WHTC循环的NO_(x),CH 4和CO循环排放分别降低了62.2%,42.8%和15.7%;采用对整车排气尾管包裹的尾气热管理策略,在整车作业循环工况下,TWC入口温度相比采用普通石棉包裹的方案提高了近200℃,使得NO_(x)瞬时排放值30 s平均值的最大值降低了60.9%,能更好地满足北京第六阶段的排放法规要求。 展开更多
关键词 天然气发动机 当量燃烧 尾气热管理 冷起动 排气温度
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喷油压力与夹角对汽油/柴油掺混燃料燃烧性能影响
13
作者 李腾飞 张光德 张吴喆 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期78-82,共5页
对汽油/柴油掺混燃料发动机,运用Converge软件建立仿真模型,研究改变不同的喷油压力、喷油夹角对汽油/柴油掺混燃料燃烧与排放的影响。喷油压力的提高会使燃烧相位略微提前,燃烧持续期缩短,放热率峰值升高,缸内峰值压力增加,NOx排放少... 对汽油/柴油掺混燃料发动机,运用Converge软件建立仿真模型,研究改变不同的喷油压力、喷油夹角对汽油/柴油掺混燃料燃烧与排放的影响。喷油压力的提高会使燃烧相位略微提前,燃烧持续期缩短,放热率峰值升高,缸内峰值压力增加,NOx排放少量增加。喷油夹角较小时,燃料容易在燃烧室凸台积聚,Soot排放较高,随着喷油夹角的增加,在146°时污染物排放显著减少。喷油夹角对柴油/汽油掺混燃料燃烧相位的影响大于喷油压力,在156°燃烧持续期比136°少了9.8°CA。 展开更多
关键词 喷油压力 喷油夹角 柴油/汽油 数值模拟
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喷孔结构调控的氢燃料发动机缸内混合气形成特性
14
作者 刘雨昂 解方喜 +2 位作者 金兆辉 钱丁超 卢超 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第10期18-22,共5页
氢气作为一种清洁能源载体被广泛关注,深入探究氢气在发动机缸内的流动特性与混合情况,可为氢气喷射系统的优化设计提供依据。基于氢气发动机试验平台以及由Converge软件搭建的氢气直喷发动机仿真模型,研究了喷孔结构(包括喷孔直径、喷... 氢气作为一种清洁能源载体被广泛关注,深入探究氢气在发动机缸内的流动特性与混合情况,可为氢气喷射系统的优化设计提供依据。基于氢气发动机试验平台以及由Converge软件搭建的氢气直喷发动机仿真模型,研究了喷孔结构(包括喷孔直径、喷孔间锥角及喷孔数)对缸内氢气和空气混合气形成的影响规律。结果表明,较小喷孔直径和喷孔间锥角有助于促进氢气快速扩散并形成均匀混合气,喷孔直径为0.5 mm时最早完成中心滚流形成,喷孔间锥角为40°时最早实现缸内氢气和空气的混合;较大参数(如0.9 mm喷孔直径和70°锥角)虽能增强氢气横向扩散,但易导致边缘氢气积聚;3孔结构混合速度最快但动量维持较差,而5孔和7孔结构能维持较高动量,但混合均匀性有所降低。 展开更多
关键词 氢燃料发动机 氢气喷射 喷孔结构 缸内混合气
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燃料配比和点火提前角对氨氢发动机的性能影响研究 被引量：2
15
作者 张幽彤 陈振宁 +1 位作者 窦海石 张宏业 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第7期240-247,共8页
针对氨氢发动机在燃料匹配比和点火提前角参数不准确时会造成发动机输出效率较低、排放增加等问题,以某款直列六缸四冲程氨氢发动机为研究对象,给出不同研究参数,在GT-POWER中建立发动机仿真模型,并使用Simulink联合仿真验证了氨氢发动... 针对氨氢发动机在燃料匹配比和点火提前角参数不准确时会造成发动机输出效率较低、排放增加等问题,以某款直列六缸四冲程氨氢发动机为研究对象,给出不同研究参数,在GT-POWER中建立发动机仿真模型,并使用Simulink联合仿真验证了氨氢发动机仿真模型的可行性。研究燃料配比和点火提前角对发动机的性能影响规律,结果表明:发动机在9∶1的氨氢比下有最佳的综合使用效率;26°CA点火提前角时可以提高发动机效率,降低排气温度,但不利于减少污染物排放;14°CA点火提前角时可降低污染物排放,但会影响发动机工作效率;20°CA为最佳点火提前角。研究结果可为针对氨氢发动机的标定及进一步的性能规律研究提供参考。 展开更多
关键词 氨氢发动机 燃料配比 点火提前角
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锰基低温选择性脱硝催化剂研究进展 被引量：1
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作者 李昉啸 刘金浩 +1 位作者 王瑞婷 马靖文 《电力科技与环保》 2025年第3期383-392,共10页
【目的】钒基催化剂在选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)技术中面临低温活性差和易中毒等问题,而锰基催化剂因其优异的低温催化性能成为研究热点。本文旨在系统总结锰基催化剂的类型、结构及其抗中毒性能提升策略,以... 【目的】钒基催化剂在选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)技术中面临低温活性差和易中毒等问题,而锰基催化剂因其优异的低温催化性能成为研究热点。本文旨在系统总结锰基催化剂的类型、结构及其抗中毒性能提升策略,以推动其在工业脱硝中的应用。【方法】通过综述近年研究,将锰基催化剂分为多金属锰基氧化物和负载型催化剂(金属氧化物、碳基材料、分子筛负载)。抗中毒性能提升策略包括:1)金属Fe、Ce、Ni的掺杂优化氧化还原能力;2)载体优化(如TiO_(2)、碳基复合材料)增强分散性与稳定性;3)形貌结构设计(如纳米棒、核壳结构)抑制硫酸盐沉积。【结果】金属掺杂显著提高Mn^(4+)比例,例如Fe-Mn/TiO_(2)在150℃下NO转化率达97.7%;载体优化中,TiO_(2)负载的Mn基催化剂在含H_(2)O条件下运行10 d仍保持稳定;形貌优化如MnO_(x)/CeO_(2)纳米棒在572 mg/m^(3)SO_(2)中运行1000 h无活性损失。此外,双金属掺杂,Fe/Co摩尔比为2:4使催化剂抗硫性提升30%。锰基催化剂通过多组分掺杂、载体协同和结构设计可有效提升低温活性和抗中毒性能。然而,长期抗毒稳定性、多污染物影响及成本问题仍需深入研究。【结论】未来需开发环境友好型改性策略,并结合原位技术揭示反应机理,以推动锰基催化剂的工业化应用。 展开更多
关键词 NH_(3)-SCR 锰基催化剂 金属掺杂 载体优化 抗硫抗水性
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发动机进气温度对稀薄燃烧稳定性影响的可视化研究 被引量：2
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作者 左俊杰 王志刚 +3 位作者 薛亮 张韧 卫海桥 潘家营 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期355-361,共7页
稀薄燃烧稳定性是先进天然气发动机稳定高效清洁燃烧的重要指标.为了进一步探索改善天然气发动机稀薄燃烧性能的方法,本文基于一台高压缩比单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,研究了进气温度对天然气发动机稀薄燃烧特... 稀薄燃烧稳定性是先进天然气发动机稳定高效清洁燃烧的重要指标.为了进一步探索改善天然气发动机稀薄燃烧性能的方法,本文基于一台高压缩比单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,研究了进气温度对天然气发动机稀薄燃烧特性的影响,量化了火焰发展演变与发动机性能之间的关联性.研究表明:提高进气温度可以提升缸内压力和放热率峰值,进气温度从25℃到75℃,峰值压力从3.71 MPa提升至4.49 MPa,峰值放热率从57.17 J/(°CA)提升至64.36 J/(°CA),并且放热过程更为集中,同时结合发动机点火时刻,可进一步实现燃烧相位优化,降低传热损失;可视化燃烧图像显示,高进气温度条件下着火延迟期缩短,初始火焰尺寸增大,后期火焰传播更快,最大火焰传播速度提升至约10.6 m/s,同时火焰前锋趋于向四周传播,火焰形态对称性更好.此外,本文创新性地提出了一种基于可视化图像来量化的已燃质量分数的经验准则来评价初期火焰发展特性,发现提升进气温度主要影响早期火焰发展规律,高进气温度下早期火焰循环变化系数从18.12%降低至7.86%,并且该持续期平均值从13.03°CA降低到了9.25°CA,从而减小了后期燃烧过程的差异,这是天然气发动机稀薄燃烧稳定性改善的主要原因. 展开更多
关键词 稀薄燃烧 光学发动机 进气温度 早期火焰发展 循环变动
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掺混策略对聚甲氧基二甲醚/甲醇双燃料燃烧影响的可视化研究 被引量：1
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作者 王长通 张韧 +3 位作者 李卫 杨鹏辉 潘家营 卫海桥 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期21-29,共9页
基于一台单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,开展了不同掺混策略对聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)/甲醇双燃料燃烧及火焰发展特性的影响研究,其中掺混策略包括P/M20(甲醇和PODE以2∶8的体积... 基于一台单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,开展了不同掺混策略对聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)/甲醇双燃料燃烧及火焰发展特性的影响研究,其中掺混策略包括P/M20(甲醇和PODE以2∶8的体积比掺混)燃料双喷射模式和缸内直喷PODE引燃预混甲醇混合气的反应活性控制压燃(reactivity-controlled compression ignition,RCCI)模式。结果表明,对于P/M20燃料双喷射模式,随着气道喷射比例增加,低温反应增强,滞燃期缩短,着火时刻显著提前,进而显著改善了燃烧稳定性;对于RCCI模式,随着气道喷射甲醇占比的增加,滞燃期延长,燃烧相位推迟,峰值压力和放热率均降低,并伴随着燃烧稳定性变差。燃烧可视化显示,两种掺混策略下,随着气道喷射比例的增加,蓝色预混火焰占比增大,最大火焰传播速度降低,由于末端未燃混合气浓度增加,火焰发展由明显的扩散燃烧逐渐转变为末端混合气不断出现新自燃点的顺序自燃模式。对比两种掺混策略可以发现,推迟缸内直喷时刻均能在一定程度上优化燃烧相位,显著改善指示热效率,然而其原因侧重点不同:对于P/M20燃料双喷射模式,提高气道喷射比例可以增强低温放热,促进着火,显著改善燃烧稳定性;对于RCCI模式,其燃烧过程主要位于上止点之后,燃烧相位更接近最佳燃烧相位,进一步减小了传热损失和循环负功,因此其具有更高的指示热效率,也更适合PODE/甲醇双燃料燃烧模式。 展开更多
关键词 光学发动机 掺混策略 聚甲氧基二甲醚 甲醇 火焰发展 燃烧稳定性
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柴油引燃天然气火焰温度场和碳烟浓度场分析 被引量：1
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作者 王定文 董全 +2 位作者 倪佐 樊旭 夏天峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1735-1743,共9页
针对柴油引燃高压直喷天然气火焰温度场和碳烟浓度场尚不明确的问题,在定容燃烧弹平台上,采用高压直喷天然气共轴喷射器,利用高速彩色相机结合双色法研究了不同油/气喷射压力和油/气喷射间隔对高压直喷天然气燃烧后的火焰温度和碳烟KL... 针对柴油引燃高压直喷天然气火焰温度场和碳烟浓度场尚不明确的问题,在定容燃烧弹平台上,采用高压直喷天然气共轴喷射器,利用高速彩色相机结合双色法研究了不同油/气喷射压力和油/气喷射间隔对高压直喷天然气燃烧后的火焰温度和碳烟KL值分布特性。研究结果表明:高压天然气被引燃后的火焰平均温度和碳烟平均KL值均随着油/气喷射压力的升高而降低,因此为降低碳烟KL值应提高油/气喷射压力。当油/气喷射间隔为0.8 ms时,高压天然气射流火焰平均温度最高,最高达到2318 K;当喷射间隔为0.4 ms时,火焰的平均温度最低,最低为2148 K;相同时刻下,油/气喷射间隔0.8 ms的碳烟平均KL值相较于0.4 ms的工况最多提高了112.8%,相较于喷射间隔1.2 ms的工况最多提高了49.02%;试验结果表明:为降低高压直喷天然气燃烧时的碳烟生成水平,应将喷射间隔设定在柴油喷射结束之前。本文为HPDI天然气发动机的燃料喷射策略和降低碳烟生成的相关研究提供基础参考。 展开更多
关键词 高压直喷 双色法 定容弹 天然气 碳烟 火焰温度 喷射压力 喷射间隔
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混合酸浸出废脱硝催化剂中钒的动力学研究 被引量：2
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作者 李扬 李杰 程文婷 《电力科技与环保》 2024年第4期427-433,共7页
钒钛系脱硝催化剂由于长期运行在火电厂高温烟气中,活性会随着运行时间的延长而逐渐下降,使用寿命一般为3~4 a。其中约60%的脱硝催化剂受物理结构破损、机械性能下降等因素影响而不具备再生价值,需作报废处理。对其中有价金属元素的提... 钒钛系脱硝催化剂由于长期运行在火电厂高温烟气中,活性会随着运行时间的延长而逐渐下降,使用寿命一般为3~4 a。其中约60%的脱硝催化剂受物理结构破损、机械性能下降等因素影响而不具备再生价值,需作报废处理。对其中有价金属元素的提取是实现报废脱硝催化剂高效资源化利用的重要方式。本文针对无机与有机混合酸溶液回收废脱硝催化剂中钒的过程,分析了浸出过程中的动力学模型,采用宏观动力学的研究方法,探究了浸出过程的控制类型。结果显示,硫酸-草酸混酸浸出废脱硝催化剂中钒的过程为典型的液-固相非催化反应类型,动力学模型为未反应核缩减模型。浸出过程中钒的动力学控制类型为表面化学反应控制,可用动力学方程来拟合,拟合直线的线性相关系数大于0.98,具有很好的线性相关性,该过程的反应活化能为4.53 kJ/mol。 展开更多
关键词 混合酸浸出 废脱硝催化剂 动力学研究
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