船用天然气发动机非平衡等离子体低温点火研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51409158
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E1102.船舶工程
- 结题年份:2017
- 批准年份:2014
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2015-01-01 至2017-12-31
- 项目参与者:徐让书; 杜宝国; 孟相宇; 依平; 付垚; 王彦滑; 金印;
- 关键词:
项目摘要
In order to improve fuel economy, maintain combustion stability to extend lean burn limit and shorten the distance of flame propagation of LNG marine engine, it is necessary to study the principle and technologies to improve engine combustion characteristics, explore multipoint ignition method and finally improve engine performance. This research employs an independent developed dielectric barrier discharge (DBD) non-equilibrium plasma generating system to carry out the research on low temperature non-equilibrium plasma ignition of natural gas. The objective is to clarify the ignition and combustion characteristics of non-equilibrium plasma ignition, reveal the promoting effect of non-equilibrium plasma ignition on combustion characteristics and establish the chemical reaction mechanism to describe low temperature non-equilibrium plasma ignition phenomenon. Numerical simulation study of low temperature non-equilibrium plasma ignition and combustion process is also to be carried out by coupling with CFD software, and new combustion model of LNG low temperature non-equilibrium plasma ignition is needed to be created. This research will obtain original results of lean burn LNG marine engine.
为提高船用天然气发动机的经济性、改善稀薄燃烧的燃烧稳定性、扩展稀燃极限、缩短火焰传播距离,需要研究改善发动机着火及燃烧特性的原理和技术手段,探索新型多点点火方式,从而提高船用天然气发动机的性能。本研究结合自主开发的介质阻挡放电非平衡等离子体发生系统,进行船用天然气发动机稀薄燃烧非平衡等离子体低温点火研究,探明非平衡等离子体低温点火的着火及燃烧特性,揭示其点火方式对燃烧稳定性及燃烧效率的促进作用,建立天然气非平衡等离子体低温点火燃烧的化学反应机理,并与CFD软件耦合进行天然气非平衡等离子体低温点火燃烧的数值模拟研究,构建天然气非平衡等离子体低温点火的着火及燃烧模型。本项目的完成,将会获得船用天然气发动机稀薄燃烧技术的原创性成果。
结项摘要
非平衡等离子体助燃是以纳秒脉冲放电、激光、微波等技术为激励源,采用不同结构的助燃激励器将气体电离,利用电离产生的高能电子、活性粒子或活性基团等具有较高化学活性的组分,提高反应物分子的化学活性,并对流场产生扰动,改变燃烧状态从而改善燃烧过程的技术。非平衡等离子体助燃是近年来逐渐受到学术界关注的一种新型燃烧理论及技术,由于具有着火范围大、点火延迟短、燃烧稳定性好、稀燃极限宽等诸多优点,具有在大缸径船舶天然气发动机领域广泛应用的潜力。.本研究采用介质阻挡放电及电弧放电原理,进行了等离子体点火器结构设计,并对点火器的工作过程进行了数值模拟研究;基于介质阻挡放电原理,进行了等离子体助燃激励器结构设计,分别提出了同轴电极助燃激励器方案和可变结构平板电极阵列助燃激励器结构;针对内燃机实际工作参数及条件,结合内燃机缸内的实际结构,提出了基于活塞组件和缸套组件的等离子体强化燃烧方案。采用自主开发的介质阻挡放电非平衡等离子体发生器,研究了非平衡等离子体放电过程的电学特性,掌握放电过程中自由电子密度与放电参数的关系,明确了当量比、放电电压对活性粒子组分的影响关系,明确了活性粒子浓度随时间的变化关系;分析了放电参数与等离子体组分、温度之间的对应关系,归纳总结介质阻挡放电非平衡等离子体电离特性的控制策略。采用高速摄影法及光谱法,研究了天然气非平衡等离子体点火的燃烧特性,获得天然气非平衡等离子体低温点火的燃烧特性参数,分析了其影响因素,并分析了非平衡等离子体点火与火花点火对着火及燃烧特性影响机制的差异。最后进行了电离反应机理研究,建立了甲烷-空气混合气的电离反应机理。本研究所取得的成果,为非平衡等离子体助燃技术在船舶天然气发动机上的应用提供了理论依据及技术手段支持。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(5)
变组分生物质燃气发动机循环变动试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:哈尔滨工程大学学报
- 影响因子:--
- 作者:陈雷;宋鹏;杜宝国;隆武强;曾文;马洪安
- 通讯作者:马洪安
柴油机碰撞分流喷雾方案对比试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:沈阳航空航天大学学报
- 影响因子:--
- 作者:陈雷;封超;张静;刘凯;刘宇;曾文
- 通讯作者:曾文
煤层气发动机燃烧稳定性试验
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:哈尔滨工程大学学报
- 影响因子:--
- 作者:陈雷;宋鹏;杜宝国;隆武强;冯立岩;刘爱虢
- 通讯作者:刘爱虢
Exhaust emission characteristics of gaseous low-temperature biomass fuel in spark-ignition engine
火花点火式发动机气态低温生物质燃料排气排放特性
- DOI:10.1016/j.applthermaleng.2016.07.115
- 发表时间:2016
- 期刊:Applied Thermal Engineering
- 影响因子:6.4
- 作者:Chen Lei;Song Peng;Zeng Wen;Zhang Jing;Feng Chao;Ma Hongan
- 通讯作者:Ma Hongan
甲烷- 空气同轴电极介质阻挡放电数值模拟
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:沈阳航空航天大学学报
- 影响因子:--
- 作者:陈雷;封超;宋鹏;刘凯;张静;刘宇
- 通讯作者:刘宇
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其他文献
西秦岭与赛什塘铜矿床有关的花岗质岩石岩浆源区特征及大地构造背景探讨
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:岩石学报
- 影响因子:--
- 作者:付长垒;闫臻;郭现轻;牛漫兰;陈雷;夏文静
- 通讯作者:夏文静
HIV感染者唾液CMV、HHV-6、HHV-7和HHV-8巢式PCR检测分析
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:实用口腔医学杂志
- 影响因子:--
- 作者:白劲松;陈雷;祁燕伟;段开文
- 通讯作者:段开文
延边闹枝铜金矿床的矿物流体包裹体特征与成矿作用研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:矿床地质
- 影响因子:--
- 作者:张朋;孙景贵;陈冬;门兰静;常艳;聂喜涛;陈雷;梁树能;逄伟
- 通讯作者:逄伟
基于局部几何特征的稠密点云配准方法
- DOI:10.19306/j.cnki.2095-8110.2020.06.007
- 发表时间:2020
- 期刊:导航定位与授时
- 影响因子:--
- 作者:朱一帆;裴凌;吴奇;夏宋鹏程;李涛;陈雷;郁文贤
- 通讯作者:郁文贤
基于铁电聚合物P(VDF-TrFE)的多级存储研究
- DOI:10.13232/j.cnki.jnju.2015.04.005
- 发表时间:2015
- 期刊:南京大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:陈雷;吴阳江;李晓慧;傅超;王芳;胡志军
- 通讯作者:胡志军
其他文献
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