发动机燃油可视化PLIF技术及其在技术改造中的作用

(文献部分内容摘抄)

大口径、慢速、天然气双重循环发动机的一个问题是由于燃料输送有效而导致缸内混合过程不佳。这类发动机主要用于天然气管道上的发电和气体压缩。缸内混合不良可能会因热分层而导致氮氧化物排放量升高、部分燃烧导致一氧化碳和未燃碳氢化合物排放量升高以及发动机效率低下。

为了解决混合问题，需要一种可视化技术来成像汽缸或燃烧室中的燃料燃烧室中的燃料可视化有助于提高目前对燃烧室中燃料喷射和混合。PLIF允许用认识。一种非常适合的技术是平面激光诱导荧光(PLIF)户可视化喷射燃料流量以及随后的燃料和空气混合过程。使用种子气体(丙酮示踪剂)使得当被激光照射时，它发出荧光，使得气体混合物能够在光学可到达的燃烧室中被看到以进行高速摄影。

实验由外国博士和他的工作人员在科罗拉多州立大学(中南大学)发动机和能量转换实验室)。EECL是由研究部主任博士于1992年建立的。该实验室最初是1936年建成的柯林斯堡市政发电厂，其驱动力是减少污染物排放和提高内燃机效率的需要。EECL的任务是通过研究和教育方案，促进新技术的发展，以减少发动机和能源转换过程的排放和燃料消耗。这EECL研究的大部分重点是大口径(35厘米)用于天然气压缩的天然气发动机。EECL设有新的激光诊断实验室(LDL)。这种先进的设备用于可视化大口径发动机中涉及空气燃料混合和燃烧过程的缸内现象。

采用高、低压喷射阀(39M Pa和3.5M Pa)研究了喷射压力对电荷混合的影响。燃料喷射和混合过程检查利用PLIF。德国Excelitas PCO公司的光谱物理模型LAB-150-10Nd:YAG激光器与该激光器一起被用作 PLIF数据收集的基础。摄像机提供了12位的动态范围，1280x1024分辨率和门宽度下降到3纳秒。该激光器工作在266 nm，产生超过70 mJ/脉冲在10 Hz与5 ns的脉冲宽度。

德国Excelitas PCO公司高速成像产品经理这样描述 pco.dicam型号，对于需要在微秒级曝光时间的低光条件下进行实验，你需要一台能够提供可变门控、与其他设备精确同步、单光子探测灵敏度以及高分辨率的增强型相机。pco.dicam型号通过定制设计的门控电源和高清CCD 达到了这一标准研究博士将pco.dicam型号适用于此实验的特性描述如下pco.dicam型号非常适合这个实验，因为它能够改变栅极宽度和增益、外部触发并实现高分辨率。它还为我们提供了高灵敏度，这是未来计划进行的检测燃烧过程中的中间产物和排放物形成的实验所必需的。

低压与高压燃料阀与低压阀相比，高压燃料阀有两个显著的优点。从根本上说，当实施更高的压力时，有更多的能量可用。混合发生在在火花(点火)时可以看到更快的速率和更低的混合物不均匀性。

钢瓶压力缸内压力对缸内燃油喷射和混合有显著影响。与高压燃料喷射相比，低压燃料喷射受缸内压力的影响更大;较高的缸内压力抑制和/或降低喷射电荷渗透率和夹带率。

德国Excelitas PCO公司pco.dicam高速相机，具备高分辨率、高感光度、极短间隔时间成像的优点，将高速实验过程完美记录，为实验提供强而有力的图像数据支持。

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