基于自由基发展历程解析的柴油低温着火冷热焰演化机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51806014
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0604.燃烧学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The cold start issue of diesel engines under extreme cold condition is a bottleneck that restricts the military power equipment to achieve the requirement of “fast maneuver, all field operation” and civilian power equipment to meet the increasing stricter emission regulations. The development of initial flame in the cylinder at low temperature is dominated by cool flame, but it has the characteristics of low heat release, poor stability and difficulty in converting to hot flame to achieve normal heat release combustion. However, the investigation on the cool flame is still in the primary stage, and the mechanism of the transition from cool flame to hot flame is not yet understood. In order to reveal the cool-hot flame transition mechanism and finally used to optimize the in-cylinder combustion during diesel engine cold start, the following works were planned to be carried out in the project: 1) obtaining the flame developing characteristics and free radical pool evolution during cool-hot flame transition process under low temperature and high pressure condition by using advanced testing technique such as high-speed/multi LIF system, fluorescence spectrometer and GC/MS on rapid compression machine; 2) Revealing the low temperature oxidation mechanism and the cross-reaction effect mechanism between various components in the NTC region by conducting a low temperature dynamic analysis based on the existing mechanism model of multicomponent surrogate fuels and their components. Then, a new advanced low temperature oxidation mechanism model of diesel multicomponent surrogate fuels will be built and validated by considering free radical dynamic information; 3) Based on the new developed mechanism, the multi-region and 0 dimensional model is used to study and analyze the dynamic coupling effect between thermal diffusion and low-temperature oxidation kinetics to reveal the effect of heat dissipation on cool flame to hot flame transition.
极寒环境下柴油机冷启动问题,是我国军用动力实现“快速机动-全域作战”、民用动力满足越发严苛排放法规的瓶颈。低温下缸内着火由冷焰主导,但其存在放热量小、稳定性差、向热焰转化实现正常燃烧困难等特点。目前国内外对冷焰的研究处于初期阶段,对冷热焰转捩的内在机制仍不清楚。本项目以缸内初始火焰优化为牵引,针对冷热焰转捩问题,拟完成:1)基于快速压缩机,综合利用高速/多参量LIF、瞬态光谱仪、GC/MS等先进技术,明确低温高压条件下冷热焰转捩过程火焰特征发展规律,解析自由基池发展历程和演化机制;2)基于多组分表征燃料及其成分的现有机理模型,结合自由基动态信息,进行低温动力分析,揭示柴油低温氧化机理和NTC区域各组分交叉反应机制,进一步构建并验证柴油多组分表征燃料低温氧化机理模型;3)基于发展的机理,利用多区零维模型,研究并解析热扩散效应与低温氧化过程的动态耦合机制,揭示散热对冷热焰转捩过程的影响规律。

结项摘要

极寒环境下柴油机冷启动问题,是我国军用动力实现“快速机动-全域作战”、民用动力.满足越发严苛排放法规的瓶颈。低温下缸内着火由冷焰主导,但其存在放热量小、稳定性差、.向热焰转化实现正常燃烧困难等特点。目前国内外对冷焰的研究处于初期阶段,对冷热焰转捩.的内在机制仍不清楚。本项目以缸内初始火焰优化为牵引,针对冷热焰转捩问题,完成了:1.)基于快速压缩机,综合利用高速/多参量LIF、瞬态光谱仪、GC/MS等先进技术,明确低温高.压条件下冷热焰转捩过程火焰特征发展规律,解析自由基池发展历程和演化机制;2)基于多.组分表征燃料及其成分的现有机理模型,结合自由基动态信息,进行低温动力分析,揭示柴油.低温氧化机理和NTC区域各组分交叉反应机制,进一步构建并验证柴油多组分表征燃料低温氧.化机理模型;3)基于发展的机理,利用多区零维模型,研究并解析热扩散效应与低温氧化过.程的动态耦合机制,揭示散热对冷热焰转捩过程的影响规律。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(1)
The Optical Investigation on Initial Flame Developing Characteristics of Diesel Jet under Cold Start Conditions
冷启动条件下柴油机射流初始火焰发展特性的光学研究
  • DOI:
    10.1080/00102202.2019.1709829
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Combustion Science and Technology
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Wu Han;Zhang Lu;Li Haiying;Ma Yupo;Liu Fushui
  • 通讯作者:
    Liu Fushui
The experimental investigation on the impact of toluene addition on low-temperature ignition characteristics of diesel spray
甲苯添加量对柴油喷雾低温着火特性影响的实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2019.05.163
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Lee Chia-Fon;Wu Yang;Wu Han;Shi Zhicheng;Zhang Lu;Liu Fushui
  • 通讯作者:
    Liu Fushui
Experimental investigation on the sputtering and micro-explosion of emulsion fuel droplets during impact on a heated surface
乳化燃料液滴撞击加热表面时溅射和微爆炸的实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.12.007
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    International Journal of Heat and Mass Transfer
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Cen Chunze;Wu Han;Lee Chia-fon;Fan Longjie;Liu Fushui
  • 通讯作者:
    Liu Fushui
Effect of droplet size on the jet breakup characteristics of n-butanol during impact on a heated surface
液滴尺寸对正丁醇撞击加热表面时射流破碎特性的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jtte.2020.02.001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Han Wu;Longmin Tang;Chunze Cen;Chia-Fon Lee
  • 通讯作者:
    Chia-Fon Lee
Effect of injection pressure and fuel mass on wall-impinging ignition and combustion characteristics of heavy-duty diesel engine at low temperatures
喷射压力和燃油质量对重型柴油机低温撞壁点火和燃烧特性的影响
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2021.120904
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Chia-Fon Lee;Han Wu;Xiangrong Li;Zhicheng Shi;Lu Zhang;Haiying Li
  • 通讯作者:
    Haiying Li

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其他文献

2,5-二甲基呋喃对柴油机低温燃烧与排放的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    徐佳
交错并联LLC谐振变换器的磁集成均流特性研究
  • DOI:
    10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.l80467
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    关婷婷
冷加载循环作用下煤样强度特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈光华
用特征指纹化学组分鉴别湖田窑与繁昌窑青白瓷
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李国霞;赵文军;吴晗;闫萍
  • 通讯作者:
    闫萍
冷加载循环作用下煤样强度特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国安全生产科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李和万;王来贵;张春会;李鹏飞;吴晗;陈治宗;陈光华
  • 通讯作者:
    陈光华

其他文献

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吴晗的其他基金

高密度环境柴油喷雾超临界态输运混合及着火机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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