不同海拔富氧进气柴油机富氧经济性分析

建立了高海拔条件下柴油发动机富氧进气燃烧排气氧气体积分数与进气氧气体积分数关系的模型,对海拔2 000,3 000和4000m处不同转速时发动机富氧进气的燃烧状况和富氧经济性进行研究.结果表明:模型预测结果与试验结果吻合较好,当发动机正常进气过量空气系数α＜1.2时,富氧进气改善发动机燃烧状况的效果明显.发动机富氧进气...     

水下航行器活塞式发动机深水性能仿真计算

考虑到较大范围航行时深度对水下航行器活塞式发动机性能的影响,建立了发动机缸内工作过程仿真计算数学模型,并计算出该发动机燃料消耗量、航行时间、进气压力和效率等随航行深度变化的曲线。计算结果表明:当功率在规定范围内时,随着航行深度的增加,发动机进气压力和燃料消耗量上升,效率和航行时间下降;示功图肥瘦系数在航行深度为105m处有一极大值;在浅海工况下,要求的进气压力及燃料消耗量均不高,且效率较高;在深海工况下,效率降低,航行时间缩短,要求的进气压力增高。     

金属膜陶瓷膜净水技术试验研究

试验研究了金属膜陶瓷膜净水的主要影响因素及变化规律,提出了用金属膜陶瓷膜净水工艺替代传统的加药混凝、沉淀过滤净水工艺的水处理系统。重点研究了不同种类金属膜对浊度物质的去除、膜压差及膜渗透通量随时间的变化规律;陶瓷微滤膜渗透通量、出水浊度随时间的变化规律及在不同膜压差、不同进口流量的情况下膜渗透通量随时间的变化规律。试验表明了金属膜陶瓷膜具有良好的过滤性能。     

醋酸纤维素膜除湿技术研究

制备了一系列醋酸纤维素膜,采用静态法评价了水及DMMP通过膜的渗透量,并用自行设计的除湿膜装置评价了膜的除湿效果．结果表明,当在膜外侧采取用干燥空气吹扫时,进气流速越低除湿效果越好．     

流量连续可调火箭发动机极度富燃燃烧特性

以气氧/煤油作为推进剂对火箭发动机进行流量连续调节试验,研究火箭发动机连续变工况过程中的燃烧特性。火箭发动机通过可调气蚀文氏管连续调节煤油流量。试验在富燃工况(混合比0.405~0.690)下成功点火,并实现了混合比、燃气总流量连续调节。试验发现流量连续调节过程中,当混合比小于0.535时,燃烧室压力随煤油流量减小而增大;当混合比大于0.535时,燃烧室压力随煤油流量减小而减小。同时,特征速度和燃烧效率随混合比增大而增大,并且混合比小于0.535时特征速度、燃烧效率增大的速率大于混合比大于0.535时的速率。研究表明推进剂流量与燃烧效率同时影响燃烧室压力。当混合比小于0.535时,燃烧效率的影响占优;混合比大于0.535时,推进剂流量影响占优。     

多级膜水处理流量稳定性建模及仿真研究

多级膜水净化装置通过膜的过滤作用产生净水,而净水流量稳定性是该装置的性能评价要素之一。建立单级膜净水流量稳定性数学模型并将模型推广至多级膜,在Simulink环境下对多级膜模型进行仿真。结果表明,原水浊度越大,浓水阀门开度变化率越大、膜污染指数越小,净水流量越不稳定。实际净水实验表明仿真结论与实验结果相一致。通过调节浓水阀门开度对净水流量稳定性进行了控制分析,结果表明,浓水阀门开度以阶梯信号方式输入,可控制流量稳定系数在[-1,1]变化,从而提高多级膜水净化装置的工作效率。     

某型柴油机进气道通流特性试验研究

分析了某型柴油机气缸盖进气道流量系数和涡流比随气阀升程的变化规律,以及进气道前后的压差对流量系数和涡流比的影响.试验结果表明,该型柴油机进气系统在低负荷时可以实现较大的涡流比,从而可以改善柴油机低负荷性能.     

发动机冷却燃料超临界压力下做功潜力㶲分析

在高马赫数飞行下,超燃冲压发动机的燃料冷却量大于燃料燃烧量。为了降低燃料的冷却量以及实现燃料冷却量和燃烧量的匹配,采用分析法对超燃冲压发动机壁面燃料冷却工质在超临界压力下进行做功潜力分析。发动机壁面冷却燃料的特性决定其热量大小。根据发动机壁面温度分布、热流密度分布计算热量,建立稳定流动燃料工质的平衡方程。结果表明:在壁面最高温度为1200 K时,传入壁面的热量为562.4 k W,其中理论热量为541.3 k W;冷却燃料工质流量增加,最大输出功减小;燃料工质出口温度增加,输出功减小;燃料工质出口压力增加,输出功基本不变。     

头部两侧和单侧进气对固冲发动机燃烧影响

为了研究进气道布局形式对固冲发动机二次燃烧性能的影响,分别对头部两侧进气和单侧进气2种布局方案的固冲发动机开展了二次燃烧仿真和试验对比研究。结果表明:单侧进气时补燃室掺混燃烧效果优于两侧进气;单侧进气会导致补燃室局部出现高温高速区域,对补燃室热防护不利;在相同的工况下单侧进气获得的推力与两侧进气相当。     

考虑湿蒸汽特性的饱和蒸汽汽轮机建模与仿真

为分析湿蒸汽对饱和蒸汽汽轮机运行特性的影响,首先根据饱和蒸汽汽轮机内汽液两相流的流动特点,分析了汽轮机在变工况过程中由于流通部分压力、蒸汽湿度以及金属壁面与水膜间换热等因素引起的蒸汽流量变化;然后,以某型舰用核动力装置主汽轮机为例进行仿真实验,并计算得到了该型汽轮机在典型变工况过程中的输出功率、螺旋桨转速、高压缸出口压力等外特性参数,以及水膜动态蒸发凝结量、蒸汽挟带液滴流量、金属壁面换热引起的蒸汽凝结蒸发流量等内部参数的变化。该研究成果在核电站和船用核动力装置仿真方面有一定的参考价值,对饱和蒸汽汽轮机的性能分析、运行优化和控制策略研究有一定的指导作用。     

低散热柴油机研究综述

低散热柴油机是对燃烧室等主要受热零部件采取隔热措施处理的发动机。发动机工作时,通过燃烧室表面向冷却水的传热减少,可以显著减小坦克发动机冷却系统的整体尺寸。介绍了低散热柴油机的研究和发展情况,分析了隔热技术研究存在的问题,提出了坦克装甲车辆柴油机应用隔热技术研究的方向,指出隔热技术应用于柴油机成功与否的关键是隔热部件或涂层材料的可靠性,应用隔热技术后,应该进行燃烧系统优化及车辆冷却系统的整体性能的研究。     

低温流量控制系统试验研究

低温可调汽蚀文氏管是低温流量控制系统的关键部件,本文选用步进电机控制调节针锥的位移。通过大量冷态试验,在大范围变化工况、变化喉部面积及变化背压条件下,利用水对低温流量控制系统进行研究,得到了流量系数、压力恢复系数的变化规律。利用液氧标定,对冷态试验结果进行修正。并将低温流量控制系统用于三组元模型发动机热态试验中,成功实现了流量调节和工况转换。     

大功率柴油机喷油提前角对缸内燃烧过程的影响

针对某型大功率柴油机,采用试验和计算流体力学（CFD）仿真相结合的方法,研究了大功率柴油机在不同喷油提前角下的燃烧特性,着重分析了缸内最大爆发压力、峰值角、最大压力升高率、燃烧始点等参数的变化趋势,同时对缸内速度场、燃空当量比分布和温度场的变化进行研究,得出喷油提前角的变化对预混合滞燃期的改变是影响柴油机燃烧过程的主要因素,随着喷油提前角的增大,滞燃期内可燃混合气增多,缸内最大爆发压力、最大压力升高率和缸内最高温度随之升高。     

液氧与气氧对空气加热器燃烧流场的影响分析

针对一种基于液体火箭发动机燃烧室结构的空气加热器,采用数值仿真技术研究了加热器内部喷雾燃烧、燃气掺混以及出口流场分布等参数.分析对比了采用酒精/液氧/空气与酒精/气氧/空气两种不同氧化剂物态三组元同轴直流式喷嘴所得到的燃烧流场的区别,并通过改变燃烧室特征长度,分析了两种计算工况的加热器的性能差异.结果表明,喷入氧化剂的物态对燃烧流场影响较大,采用液氧喷嘴的火焰较长,气氧喷嘴的火焰分布较宽,且相对于液氧喷嘴,气氧喷嘴的燃烧室前端回流区由于掺混较多的燃气,导致喷注面板附近燃气温度较高,面板承热压力较大.设计的加热器均可保证两种喷嘴的出口流场品质较高,在保证流场出口品质的原则上,气氧喷嘴的燃烧室特征长度可至少小于液氧喷嘴的1/4.     

Influence of propagation direction on operation performance of rotating detonation combustor with turbine guide vane

Due to the pressure gain combustion characteristics, the rotating detonation combustor (RDC) can enhance thermodynamic cycle efficiency. Therefore, the performance of gas-turbine engine can be further improved with this combustion technology. In the present study, the RDC operation performance with a turbine guide vane (TGV) is experimentally investigated. Hydrogen and air are used as propellants while hydrogen and air mass flow rate are about 16.1 g/s and 500 g/s and the equivalence ratio is about 1.0. A pre-detonator is used to ignite the mixture. High-frequency dynamic pressure transducers and silicon pressure sensors are employed to measure pressure oscillations and static pressure in the combustion chamber. The experimental results show that the steady propagation of rotating detonation wave (RDW) is observed in the combustion chamber and the mean propagation velocity is above 1650 m/s, reaching over 84% of theoretical Chapman-Jouguet detonation velocity. Clockwise and counterclockwise propagation directions of RDW are obtained. For clockwise propagation direction, the static pressure is about 15% higher in the combustor compared with counterclockwise propagation direction, but the RDW dominant frequency is lower. When the oblique shock wave propagates across the TGV, the pressure oscillations reduces significantly. In addition, as the detonation products flow through the TGV, the static pressure drops up to 32% and 43% for clockwise and counterclockwise propagation process respectively.     

数值模拟气/气喷嘴速度比对燃烧性能的影响

为研究应用于全流量补燃循环发动机的不同气/气喷嘴得到的燃烧流场,通过求解NavierStokes方程组,对不同燃料与氧化剂速度比下的流动燃烧过程进行了数值计算,计算结果与实验结果吻合。仿真结果表明:增加速度比能使燃烧火焰面提前,燃烧效率变大。如果发动机的长度受到限制,可以适当增加速度比以实现高效燃烧。     

Experimental research on the instability propagation characteristics of liquid kerosene rotating detonation wave

In order to study the instability propagation characteristics of the liquid kerosene rotating detonation wave (RDW), a series of experimental tests were carried out on the rotating detonation combustor (RDC) with air-heater. The fuel and oxidizer are room-temperature liquid kerosene and preheated oxygen-enriched air, respectively. The experimental tests keep the equivalence ratio of 0.81 and the oxygen mass fraction of 35% unchanged, and the total mass flow rate is maintained at about 1000 g/s, changing the total temperature of the oxygen-enriched air from 620 K to 860 K. Three different types of instability were observed in the experiments: temporal and spatial instability, mode transition and re-initiation. The interaction between RDW and supply plenum may be the main reason for the fluctuations of detonation wave velocity and pressure peaks with time. Moreover, the inconsistent mixing of fuel and oxidizer at different circumferential positions is related to RDW oscillate spatially. The phenomenon of single-double-single wave transition is analyzed. During the transition, the initial RDW weakens until disappears, and the compression wave strengthens until it becomes a new RDW and propagates steadily. The increased deflagration between the detonation products and the fresh gas layer caused by excessively high temperature is one of the reasons for the RDC quenching and re-initiation.     

基于热力学第二定律的直喷式柴油机性能分析

这项研究的目的是发展用热力学第二定律分析柴油机在不同运行工况性能的能力.研究是针对一台12150L型柴油机进行的,以发动机气缸内部压缩、燃烧、膨胀、瞬时传热和换气过程的理论模拟模型为基础,应用热力学第二定律分析,度量各种能量品质的优劣和不可逆损失值,并且与热力学第一定律的能量平衡进行了比较.分别改变循环喷油量、燃烧开始角、燃烧持续期及燃烧品质指数.研究了参数变化对缸内可用能和热力学第一定律效率和第二定律效率的影响.     

基于非线性动力学的液体火箭发动机高频不稳定燃烧过程

采用非线性动力学方法对液体火箭发动机非线性高频燃烧不稳定工作过程进行了研究。气相控制方程组用欧拉坐标系下的Navier Stokes方程组描述,液相控制方程组在Lagrangian坐标系下进行描述,气、液两相作用通过方程组的源项互相耦合。用高压蒸发理论对火箭发动机喷雾过程进行了描述。采用计算燃烧学的方法对发动机燃烧室内的湍流两相燃烧过程的稳定燃烧状态和高频不稳定燃烧现象进行了数值模拟。通过分析和讨论,得出了火箭发动机高频不稳定燃烧过程的波动过程类似于奇异吸引子的结论。