收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

斯特林发动机喷雾特性试验研究

胡怀礼  
【摘要】:斯特林发动机具备出色的高效低排放特性,特别是其振动噪声小,能源适应性广,具有广阔的应用前景。在国家自然科学基金的资助下(资助号50776083),本文试验研究了斯特林发动机喷雾的宏观与微观特性。 搭建了喷雾试验台架,采用压力涡流喷嘴,在燃烧室背压条件下标定喷射压力和燃油流量关系的基础上,研究了斯特林发动机的喷雾特性,并系统研究了燃油流量、环境气体压力、背景介质、喷嘴结构参数以及燃料的物性对斯特林发动机喷雾特性的影响。 本文的主要研究工作可以归纳为以下三个方面: (1)喷雾宏观特性研究 采用高速摄影技术比较研究了不同条件下斯特林发动机的喷雾发展过程,并分析了燃油流量、燃烧室背压、环境气体、喷嘴参数以及燃料物性参数对斯特林发动机喷雾宏观特性的影响。结果表明:①随着流量的增大,贯穿距离和喷雾锥角都增大;②随着燃烧室背压加大,喷雾的贯穿距离增大,喷雾锥角减小,当背压大到一定程度后,它对喷雾锥角的影响程度降低;③燃烧室内气体密度增大会导致喷雾锥角缩小,等效压力下,喷雾的贯穿距离和喷雾锥角变化不大;④相同流量工况下,W-2喷嘴喷雾的贯穿距离比W-1喷嘴喷雾要大,喷雾锥角更小;⑤在相同喷嘴、背压和燃油流量的条件下,低粘度的燃料具有更大的喷雾锥角和较小的喷雾贯穿距离。 (2)喷雾微观粒径的FAM测量与分析 采用FAM激光测粒技术比较并分析了燃油流量、燃烧室背压、环境气体、喷嘴参数和燃料物性参数对斯特林发动机喷雾微观粒径特性的影响,并测量分析了空间不同位置喷雾平均粒径的分布。结果表明:①随着流量的增大,喷雾的粒径分布更集中,同时喷雾索特平均直径也减小;②随着燃烧室背压加大,喷雾的粒径分布更集中,索特平均直径也减小;③相同背压下,分子量小的环境气体,喷雾的粒径分布更集中,但平均粒径大,分子量大的气体,喷雾的粒径分布范围宽,但平均粒径小;④W-2喷嘴使得喷雾粒径分布集中,索特平均直径比W-1喷嘴的要小;⑤高粘度的燃料喷雾粒径随着燃油流量的增大而减小,而低粘度的燃料喷雾粒径会随着燃油流量的增大而略微增大,在高背压情况下,二甲醚的喷雾粒径急剧增大,并随着燃油流量的增大而减小;⑥在整个喷雾结构中,越靠近喷嘴的地方,喷雾粒径分布值越集中,索特平均直径越小。 (3)喷雾微观流场的PIV测量与分析 采用PIV粒子测速技术比较并分析了燃油流量、燃烧室背压,喷嘴参数对斯特林发动机喷雾微观流动特性的影响。结果表明:①随着流量的增大,喷雾粒子运动的平均速度增大,雾化区域相对更加集中在燃烧室的上部分区域;②喷雾粒子靠着中心轴附近的速度高,外围的速度低,速度场基本对称的基础上向一侧(右侧)偏移,流量增大到一定量后,速度场的对称性要好于低流量时;③背压提升会使喷雾中粒子的运动速度减慢;④采用W-2喷嘴时,喷雾中粒子的运动速度要明显高于W-1喷嘴的喷雾,而且喷雾中粒子的速度分布较W-1喷雾更均匀。 本研究工作在各种环境背压下展开,为了解斯特林发动机的燃气混合状况,以及进一步优化斯特林发动机的燃烧与性能做出了大量有益的工作,具有良好的理论价值及工程应用价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 许行;宋鸿杰;;斯特林发动机的绝热分析[J];能源工程;2011年04期
2 旋旋;;金属燃料,汽车不用加油[J];发明与创新(中学时代);2011年06期
3 牛东;孙启政;;空间太阳能热动力发电系统研究[J];机电信息;2011年24期
4 方芳;姚国富;刘斌;任镍;;潜艇燃料电池AIP系统技术发展现状[J];船电技术;2011年08期
5 赵海涛;贺晓;王欢欢;;基于有机朗肯循环的生物质能热电联产技术的研究[J];能源研究与管理;2011年02期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡勇;王晓武;;模糊专家系统在斯特林发动机故障诊断上的应用[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
2 李昊;伍耐明;董金钟;;基于LabVIEW的斯特林发动机实验数据采集系统设计[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
3 蔡勇;王晓武;潘卫明;;基于瞬时转速的斯特林发动机循环系统故障诊断研究[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
4 郭永飞;陈曦;张华;庞常伟;刘颖;;小型蝶式太阳能斯特林发动机回热器的流阻分析[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
5 金滔;陈国邦;M.X.Francois;E.Bretagne;;斯特林型热声驱动器的实验研究[A];第五届全国低温工程大会论文集[C];2001年
6 戴巍;;热声制冷技术的研究前沿及进展[A];第五届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2008年
7 黄晖;陈晓屏;李娟;陈军;朱继航;赵杰;蔡毅;;微型斯特林制冷机技术研究[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(E 光电子器件技术专题)[C];2006年
8 陈涛;;我国生物质能发电技术路线探讨[A];节能减排论坛——福建省科协第八届学术年会卫星会议论文专刊[C];2008年
9 孔令斌;;斯特林热机逆流换热式回热器[A];2011中国太阳能热利用行业年会暨高峰论坛论文集[C];2011年
10 ;欧盟微型热电联产发展情况[A];住宅建设的创新/发展(六)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杨泰蓉;1kW斯特林发动机的实验研究及热力学分析[D];中国科学技术大学;2010年
2 李铁;碟式聚光太阳能热发电系统用斯特林发动机的研制[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
3 汪海贵;采用天然气的小型斯特林冷热电三联供关键技术研究和应用分析[D];哈尔滨工程大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘涛涛;斯特林发动机可视化喷雾及燃烧实验研究[D];上海交通大学;2011年
2 张旭;生物质直燃斯特林发动机设计与仿真分析[D];东北林业大学;2011年
3 李明;小型斯特林发动机的研制与试验[D];大连理工大学;2012年
4 吴月;双作用式斯特林发动机系统的设计与优化[D];南京航空航天大学;2012年
5 赵凯宾;基于嵌入式技术的斯特林发动机燃油电控系统设计与仿真[D];河南科技大学;2012年
6 高贵;斯特林发动机活塞杆密封结构与材料研究[D];兰州理工大学;2012年
7 李亮;分置式自由活塞斯特林发动机的研究[D];合肥工业大学;2012年
8 胡怀礼;斯特林发动机喷雾特性试验研究[D];上海交通大学;2009年
9 雷振宁;斯特林发动机杆密封装置性能与密封件摩擦学研究[D];兰州理工大学;2012年
10 谢春华;斯特林发动机燃油系统控制装置的研究[D];河南科技大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 高新区(滨江)报道组 余小平 宋桔丽 记者 刘伟 通讯员 张炬刚;高新区又有4位海归入选国家“千人计划”[N];杭州日报;2011年
2 本报驻巴黎记者李红;在未来住宅能源中唱主角[N];科技日报;2002年
3 李杰;海底新“黑洞”[N];中国国防报;2003年
4 ;“水下幽灵”新世纪海底总动员[N];中国国防报;2004年
5 史蒂芬 ·里比;沃夫拉姆与卡门21世纪的牛顿与爱迪生[N];大众科技报;2003年
6 本报专稿 何适;亚太刮起AIP潜艇风[N];世界报;2009年
7 本报特约撰稿 李杰;孙元-VS苍龙:韩日AIP潜艇PK[N];中国国防报;2009年
8 理查德·费舍尔 本报编译 胡锦洋;中国海下“狼群”让美国头疼[N];世界报;2009年
9 蒋恒 辑 李想;AIP潜艇:未来海战之“狼”[N];解放军报;2009年
10 本报专稿 林寒;“海象”潜艇反海盗 上演末路秀[N];世界报;2010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