收藏本站
收藏 | 论文排版

基于可调谐激光吸收光谱技术的柴油机排放测试技术研究

杨晓涛  
【摘要】:船舶柴油机的污染物排放已成为大气污染的重要污染源,为此针对船舶柴油机污染物排放的法规日益严格。各类法规的实施对排放污染物测试技术提出了很高的要求,未来船用柴油机污染物排放测试技术必将向高精度、便携式、多种组分同步测量的实时在线测试方向发展。现有污染物排放测试技术多为采样测试法,其响应周期较长、系统结构及操作复杂、标定困难,且采样过程中容易产生附加的化学反应,故无法实现船用柴油机污染物排放的实时在线测量。因此,开展适用于船舶柴油机排放污染物的在线测试技术研究迫在眉睫。与此同时,燃烧产物及排放组分的在线测量是研究船用柴油机性能、优化燃烧过程、优化控制策略的重要依据。本论文旨在通过基于可调谐激光吸收光谱技术(TLAS)的柴油机排放污染物测试技术研究,突破船舶污染物排放在线测试技术面临的瓶颈,解决现有测试技术存在的问题与不足。首先,开展基于可调谐激光吸收光谱技术(TLAS)的船用柴油机在线测试技术研究。研究分子吸收光谱的形成机理,分析了分子光谱的耦合参量问题;根据柴油机排放污染物组分特性,遴选被测分子的吸收光谱,有效避免了排放组分间的干扰问题;深入研究基于Lambert-Beer吸收定律的TLAS技术机理,分析了基于TLAS技术的柴油机污染物排放组分浓度、温度及压力测试方法的可行性;研究了环境温度、压力的波动对分子吸收光谱参量的影响,结合Lambert-Beer吸收定律给出了温度、压力的修正算法;研究了排放污染物中PM的光损耗对测试结果的影响,建立PM散射模型,根据散射模型的计算结果给出了 PM光损耗对测试结果的修正算法。其次,为完善本文提出的在线测试技术,自主设计开发了具有配气功能的静态气体组分浓度测量系统。以NO及CO作为目标气体,结合船用柴油机排放组分的浓度范围,利用此系统开展实验室静态实验研究;采用直接检测及谐波检测两种方法开展实验研究,获得了与配气浓度较为吻合的测试结果;采用可调谐固体激光器作为探测光源开展实验研究,利用自主设计的Tm:YLF可调谐固体激光器,实现了混合气中CO气体浓度的高精度测量;利用碳纳米颗粒模拟柴油机排放中的碳烟颗粒,分析了颗粒物的光散射对测试结果的影响,并采用谐波检测中1f信号归一化后的2f信号反演颗粒物中的气体组分浓度信息,有效避免了由颗粒物光散射对测试结果的影响。最后,设计并开发了基于TLAS技术的柴油机污染物排放在线测试系统,在TBD620型单缸柴油机及D4114型柴油机上开展NOx、CO、CO2排放组分浓度的实验研究。采用直接检测及谐波检测法对不同工况点下柴油机排放组分浓度开展测试研究;利用此系统可实现ppbv量级的气体组分浓度分辨率以及ms量级的时间分辨率;将TLAS技术与消光理论相结合,在不增加系统硬件的前提下,成功的实现了气体组分浓度及烟度值的同步测量,增加了此系统的实用价值。通过本论文的研究工作,证明了基于TLAS的船用柴油机排放污染物在线检测技术具有可行性,通过对排放环境参数(温度、压力及PM浓度)的修正,实现了柴油机污染物排放的高精度在线测量。利用TLAS系统的高时间分辨率,可以实现柴油机工作过程中的瞬态排放测量,同时获得了排放烟度的瞬态信息,对研究柴油机性能、优化控制策略及燃烧过程具有重要的意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 许建耘;;满足柴油机排放标准的技术[J];石油炼制与化工;2012年07期
2 周叔良;;柴油机排放颗粒物的测量和净化[J];国外金属矿山;1993年02期
3 张旭;降低柴油机排放污染物的措施[J];石油商技;2004年03期
4 梁红,林维明;柴油机排放污染控制技术的研究进展[J];广东化工;2004年06期
5 邹建国,钟秦;柴油机排放颗粒物净化技术研究进展[J];环境污染治理技术与设备;2005年09期
6 石晓燕;贺克斌;张洁;葛蕴珊;谭建伟;;含氧柴油对柴油机排放及细颗粒物碳质组分的影响[J];环境科学;2009年06期
7 张华伟;宋崇林;吕刚;何浩然;卫将军;宋金瓯;;柴油机排放多环芳香烃气/颗粒相分配研究[J];环境工程学报;2011年10期
8 张淑兰;柴油机排放的废气[J];黄金;1981年01期
9 ;柴油机排放气的过滤器[J];重庆环境科学;1988年03期
10 柴志范 ,祝建国;燃煤发动机污染少[J];环境科学;1989年06期
11 ;国外动态[J];上海环境科学;1991年10期
12 谢凤琴;张可能;;地下矿柴油机排放微粒接触测定[J];世界采矿快报;1992年18期
13 杨梦;柴油机排放控制指标正式实施[J];运输车辆;1999年01期
14 苏庆运,朱国朝,刘卫国,陈家骅,初天雷;柴油机排放后处理技术的进展及发展趋势[J];汽车工程;2001年05期
15 谢益棠;赵玉兰;;美国开发燃煤柴油机的概况及对排放物的控制与防护[J];煤炭转化;1990年04期
16 陈韦丽;叶代启;付名利;梁红;;催化技术去除柴油机排放碳颗粒的研究进展[J];环境保护科学;2007年01期
17 D.B.Stewar;周叔良;;柴油机排放物和矿山通风[J];国外金属矿采矿;1980年12期
18 张艳华;邢世凯;李聚霞;;基于优化燃烧过程的柴油机排放控制策略研究[J];矿山机械;2012年05期
19 罗新民;重型柴油车和柴油机排放法规及其测试方法[J];汽车研究与开发;1996年03期
20 邹建国;钟秦;;柴油机排放颗粒物组成分析[J];中国环境监测;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱江;;柴油机可见污染物的排放特点及测量方法[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年
2 卓松芳;;针对城市公交车辆开发的6112增压中冷欧Ⅱ柴油机[A];新世纪中国城市公共交通现代化论坛论文集[C];2001年
3 王达文;张宝诚;李翠华;;柴油机主要排放污染物简明预测法[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
4 刘欣;刘志勤;;降低直喷型柴油机的排放[A];山东省科协重点学术研讨活动成果——山东生态省建设与发展论文汇编[C];2004年
5 任洪娟;马其华;;柴油机欧Ⅳ、Ⅴ排放控制技术路线研究[A];Proceedings of Conference on Environmental Pollution and Public Health(CEPPH 2012)[C];2012年
6 严采娟;远莹莹;肖荣;范国梁;;快速萃取法分析柴油机排放颗粒物中可溶性有机化合物[A];'2006天津市第十七届色谱学术交流会论文集[C];2006年
7 王振锋;黎苏;孟凡举;周晶晶;钟铭;;柴油添加尿素水溶液降低柴油机NO_x排放的试验研究[A];高等学校工程热物理第十九届全国学术会议论文集[C];2013年
8 ;岩石矿物测试技术研究所 科研工作综述[A];中国地质科学院文集(1982中英文合订本)[C];1985年
9 李小兵;刘莹;郭纪林;周顺斌;;微摩擦测试技术研究进展[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(二)[C];2006年
10 王小非;;大会主席致词[A];第一届中国微电子计量与测试技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨晓涛;基于可调谐激光吸收光谱技术的柴油机排放测试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
2 夏言;车用柴油机性能的共性规律研究及瞬态工况测评[D];湖南大学;2016年
3 覃军;降低柴油机NO_X排放的SCR系统控制策略研究[D];武汉理工大学;2007年
4 刘金武;HSDI柴油机雾化与排放特性瞬态多维建模和数值研究[D];湖南大学;2007年
5 王峰;柴油机低温燃烧过程中多环芳香烃生成机理的构建及多维模拟研究[D];重庆大学;2012年
6 张登攀;柴油机进气预混甲醇的台架试验和醇气混合过程数值模拟[D];江苏大学;2011年
7 刘少华;柴油机燃用BED多组份燃料的燃烧过程研究[D];昆明理工大学;2013年
8 韩文赫;基于多谱协同分析方法的D/INTP降低柴油机有害排放机理研究[D];江苏大学;2014年
9 杜宪峰;柴油机振声信号特征提取与低振声机体结构改进研究[D];天津大学;2012年
10 黄平;医用诊断X光机关键物理量的非介入测试技术研究[D];成都理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 官维;基于EGR的国Ⅳ柴油机燃烧系统性能优化试验研究[D];广西大学;2015年
2 魏国宁;柴油机DPF改造技术研究[D];北京理工大学;2015年
3 曾元精;植物油燃料在柴油机中的燃烧与排放特性研究[D];广西大学;2014年
4 周春辉;基于KIVA的柴油机常规排放物变参数研究[D];河北工业大学;2015年
5 杨小亮;基于柴油机的VGT/EGR涡轮增压工作特性研究及仿真[D];东北石油大学;2015年
6 杨冬;柴油机颗粒氧化动力学特性研究[D];西华大学;2015年
7 王秀红;油田柴油机混合气燃烧过程流动模拟及排放污染研究[D];东北石油大学;2015年
8 邵福霞;燃油调制对柴油机NO_x排放影响试验研究[D];大连海事大学;2016年
9 苏志伟;PODE/甲醇组合燃烧在防爆柴油机中应用研究[D];太原理工大学;2016年
10 唐炜;柴油机SCR系统转化效率及氨存储特性的试验研究[D];江苏大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 青泽;美大力推行清洁柴油机[N];中国环境报;2005年
2 刘林森;美国打响清洁柴油机“战役”[N];中国财经报;2007年
3 辛文;我国柴油机产业总体水平有待提高[N];中国机电日报;2001年
4 记者 张银炎;沪江公司柴油机排放检测创新高[N];中国船舶报;2007年
5 缪孔文;杭发率先推出国产欧Ⅱ柴油机[N];中国机电日报;2001年
6 华讯;柴油机总体水平有待提高[N];中国物资报;2000年
7 记者 张银炎;沪江公司去年柴油机排放检测超百台[N];中国船舶报;2011年
8 南京汽车研究所 钱裕尧;对柴油机排放不应苛求也不能放任[N];中国汽车报;2000年
9 路明远;柴油机轿车的优劣[N];光明日报;2000年
10 本报记者 刘蔚;新技术降低柴油机颗粒排放[N];中国环境报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978