高壓激波管的開發(fā)及碳?xì)淙剂现鹧訒r(shí)的研究.pdf

1、申請(qǐng)上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文高壓激波管的開發(fā)及碳?xì)淙剂现鹧訒r(shí)的研究高壓激波管的開發(fā)及碳?xì)淙剂现鹧訒r(shí)的研究學(xué)校：上海交通大學(xué)院系：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程班級(jí)：級(jí)：B0802097班學(xué)號(hào)：號(hào)：1080209314碩士生：南北導(dǎo)師：呂興才（副教授）上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院2011年2月上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I高壓激波管的開發(fā)及碳?xì)淙剂现鹧訒r(shí)的研究高壓激波管的開發(fā)及碳?xì)淙剂现鹧訒r(shí)

2、的研究摘要隨著對(duì)燃燒研究的不斷深入，需要用各種碳?xì)淙剂显谌紵^程中不同溫度、壓力條件下的著火延時(shí)來(lái)驗(yàn)證其化學(xué)動(dòng)力學(xué)機(jī)理。通過對(duì)碳?xì)淙剂现鸬难芯浚梢詾樾滦腿紵绞?、改進(jìn)燃燒室的設(shè)計(jì)、提高燃料熱效率、減少污染物排放等提供重要的理論支持。激波管是利用激波原理實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的加熱以獲得極高滯止溫度的實(shí)驗(yàn)裝置。由于在激波管采用入射和反射激波對(duì)介質(zhì)進(jìn)行均勻、非等熵、絕熱壓縮，可以比較容易的在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)溫度、壓力和速度。因此，本文自行設(shè)計(jì)和開發(fā)高

3、壓化學(xué)激波管應(yīng)用于燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究。由于選擇著火標(biāo)記信號(hào)不同，得到的著火延時(shí)數(shù)據(jù)是不同的。本文選擇OH自由基的發(fā)射光強(qiáng)信號(hào)作為著火信號(hào)，采用光電倍增管接收OH輻射光強(qiáng)。在本文激波管實(shí)驗(yàn)中，著火延時(shí)定義為反射波到達(dá)測(cè)量點(diǎn)壓力信號(hào)和該點(diǎn)出現(xiàn)著火標(biāo)記信號(hào)的時(shí)間差。首先，用高頻響壓電傳感器記錄入射反射激波的壓力時(shí)間信號(hào)。然后，由光電倍增管記錄著火標(biāo)記信號(hào)時(shí)間曲線，由壓力和發(fā)射光強(qiáng)的時(shí)間曲線即可確定著火延時(shí)。由于乙醇和丁醇作為傳統(tǒng)汽油和柴油的

4、替代燃料有著廣闊的應(yīng)用前景，但是現(xiàn)在的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程實(shí)際的需求，特別是對(duì)于在汽油機(jī)運(yùn)行工況下的著火延遲方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)還相當(dāng)缺乏。因此，本文在雙膜化學(xué)激波管實(shí)驗(yàn)裝置上，以氦氣為驅(qū)動(dòng)氣體，運(yùn)用反射激波，通過測(cè)量OH自發(fā)光信號(hào)，以其信號(hào)曲線最大斜率處作為著火開始的標(biāo)志，給出了著火延時(shí)的準(zhǔn)確定義，并開展了乙醇氮?dú)庋鯕饣旌蠚庠跍囟确秶?094.86—1280.72K，壓力范圍為0.628—0.732MPa的條件、當(dāng)量比為0.8、1.0、1.

5、2下和丁醇氮?dú)庋鯕饣旌蠚庠跍囟确秶?043.32—1163.72K、壓力范圍為0.671—0.835MPa、當(dāng)量比為0.5、1.0、1.5下的著火延時(shí)進(jìn)行測(cè)量分析，獲得的主要結(jié)論如下：（1）隨著溫度的增加，混合氣的著火延時(shí)縮短，著火延時(shí)的對(duì)數(shù)與溫度的倒數(shù)呈正比，滿足Arrhenius關(guān)系式。（2）由于混合氣中燃料濃度增加單位體積內(nèi)參加反應(yīng)的燃料分子數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)中有效碰撞次數(shù)增多反應(yīng)速率加快。因此，隨著當(dāng)量比的升高，著火延時(shí)減小。（3）