稀释气体组分和浓度对柴油喷雾燃烧特征影响

作者：易文韬; 丰雷; 王煜; 崔雁清; 刘海峰^*; 尧命发

来源：内燃机学报, 2021, 39(01): 1-10.

DOI：10.16236/j.cnki.nrjxb.202101001

• 柴油喷雾火焰
• 稀释气体
• 定容燃烧弹
• 光学诊断

通过一台高温、高压可视化定容燃烧弹,采用高速摄像技术研究了不同稀释气体(Ar、N2和CO2)在10%～40%的氧体积分数范围内对柴油喷雾着火和火焰发展过程的影响;采用羟基自发光成像和双色法研究了低氧体积分数下稀释气体组分(Ar和N2)对火焰发展特征和碳烟分布的影响.结果表明:随氧体积分数增加,柴油机喷雾火焰自发光亮度增强,火焰宽度减小,碳烟初始形成位置向喷雾上游迁移.氧体积分数为30%、稀释气体为CO2时,火焰头部出现剧烈波动.在低氧体积分数下,稀释气体为N2时的火焰自发光亮度远弱于稀释气体为Ar的情况,在气体成分为10%O2+90%N2的情况下,在燃烧初期会观察到微弱的蓝色化学发光.使用Ar替代N2作为稀释气体后火焰浮起长度显著缩短,火焰温度上升,火焰中游内部的碳烟浓区分布更广.相比于N2,极端低氧体积分数下使用Ar作为稀释气体能够有效提升柴油喷雾火焰的着火稳定性.

• 单位
  天津大学; 内燃机燃烧学国家重点实验室