燃油喷雾粒度分布测量及其信息熵分析
信息熵在喷雾液滴尺寸分布计算中的应用
代 表 随 机 变 量 数 的 可 能 取 值 ． 息 熵 实 质 是 事 物 信 运 动 或 存 在 状 态 的 不 肯 定 性 程 度 ， 数 值 是 该 状 其 态下 包 含 信 息 量 的 数 学 度 量 ， 息 熵 的 变 化 反 映 信
的是 任 何 物 理 系 统 浑 沌 ㈢ 有 序 自组 织 过 程 的 信 息 ．ａ ｎ ｓ ｊ 决 了 一 个 可 观 测 概 率 过 程 的 概 率 Ｊ ｙ ｅＥ 解 分 配 问 题 ， 提 出 的选 择 原 则 是 ： 须 选 择 这 样 一 他 必 组 概 率 分 配 ， 应 具 有 最 大 熵 ， 服 从 一 切 已 知 的 它 并
Ｊ１ ２ ０ ｕ． ０２
信 息 熵 在 喷 雾 液 滴 尺 寸 分 布 计 算 中 的 应 用
成晓北 黄荣华 朱梅林
（ 中科 技 大 学能 源 与 动 力 工 程 学 院 ） 华
摘 要 ：将 信息 熵 理论 应用 于 喷雾 油 束液 滴 尺寸 分 布的研 究 中， 出 了在 两个 约 束条 件下 的 液滴 尺 寸 分 布 函数 提
质 量 守 恒 式 为 Ｐ
ｉ
量 ｘ 出现的概 率 几乎 是相 等 的 ， 确定 性 最大 ， 不
因 此 要 求
一
∑Ｐｌ ａ． Ｐ ＝ｍ ｘ ｎ
（） １
￡ Ｓ ＝ ？， ＋ Ｙ ／
（） ３
对 处 于 给 定 宏 观 条 件 下 的 任 何 系 统 ， 按 某 微 观 它 状 态 分 布 的几 率 都 是 在 特 定 约 束 条 件 下 实 现 的 ， 许 多宏观物理 系统 被视 为 在确 定 的控 制体 系 内 ， 由大 量 微 态 组 成 的 一 个 整 体 ， 有 宏 观 统 计 平 均 具
飞行器燃油喷雾与燃烧特性数值模拟研究
飞行器燃油喷雾与燃烧特性数值模拟研究随着航空业和航天业的不断发展，飞行器的设计和研发愈发复杂，对燃油喷雾和燃烧的研究也变得越来越重要。
近年来，随着数值模拟技术的不断发展，飞行器燃油喷雾和燃烧特性的数值模拟研究也取得了不少重要进展。
一、飞行器燃油喷雾数值模拟燃油喷雾是飞行器发动机燃烧前的重要过程，它直接影响燃烧的质量和效率。
目前，燃油喷雾数值模拟的研究主要采用CFD方法，其核心是对喷雾粒子的运动和破碎过程建立数学模型。
数值模拟的过程需要对喷雾颗粒的分布、速度、体积、密度等参数进行各种预测和计算，以尽可能真实地模拟喷雾过程。
同时，燃油喷雾数值模拟还需要考虑不同的喷雾条件，例如燃油喷雾的初速度、燃烧室的温度和压力等。
这些因素分别影响着喷雾颗粒的运动方向、喷射角度、颗粒大小和密度等。
通过对各种不同喷雾条件的数值模拟，可以更好地了解燃油喷雾的特性和规律。
二、飞行器燃烧特性数值模拟燃油燃烧是飞行器发动机发动机中的重要过程，其燃烧特性的好坏直接影响着整个发动机的效率和性能。
目前燃烧特性的数值模拟主要采用CFD方法，通过对流场、燃料燃烧反应和能量传递等因素的建模分析，对实际的燃烧过程进行模拟和预测。
同时，在飞行器燃烧特性的数值模拟中，还需要考虑各种不同的燃烧条件，例如燃料混合比例、氧气浓度和燃气的温度和压力等。
这些燃烧条件分别影响着燃烧室内的温度、压力、速度和湍流程度等，对流场和燃烧反应产生作用。
通过数值模拟，可以更好地了解不同燃烧条件下的燃烧特性和效果。
三、飞行器燃油喷雾和燃烧特性数值模拟的发展趋势在未来的发展中，飞行器燃油喷雾和燃烧特性的数值模拟研究将会逐渐发展出以下几个特点：首先，燃油喷雾和燃烧特性的数值模拟研究将会更加精细化和智能化。
随着计算机性能的提高和数值模拟算法的不断创新，将能够建立更加真实、更加可靠的数学模型，更好地预测和分析飞行器喷雾和燃烧的特性效果。
其次，飞行器燃油喷雾和燃烧特性的数值模拟研究将会更多地与实验结果相结合。
直喷汽油机燃烧系统开发中的喷雾激光诊断技术
第一作者 ／ ｉ ｔ ｕｈ ｒ 张玉银 ／ Ｈ Ｎ ｕ ｉ （ ９ ２ ） 男 （ ） 安徽 ． Ｆｒ ｔ ｏ ： ｓａ Ｚ Ａ Ｇ Ｙ ｙ １６一 ， 汉 ， ｎ 教授 。Ｅｍａ ： ｕ ｉｚ ａ ｇ ｊ ・ ｕ ｎ － ｉ ｙ ｙｒ ｈｎ ＠ｓ ｕ ｄ － ｌ ｔ ｔｅ ｃ
张玉银，等： 直喷汽油机燃烧系统开发中的喷雾激光诊断技术
中图分类 号 ：Ｕ ４ ４２ ６．
Ｌ ｒｄａ ｎ ｓｉｓ ｏ ｒ ｙｏ ａ ｋ‘ｎｔ ｎｄ ｒ ｃ ｊｃｉｎ ａ ｅ ｉ￣ ｏ；ｃ ｒｓ ａ ｆ ｐ ｒ ｉ ｏ ｉｅ ｔｎ ：ｏ ｓ ｇ ｔ ｆ ￣ Ｉ ｐ ｏ Ｏ ｓ ｋｌ ｌ Ｉ ￣ ｉ ｌ ￣ ｍ ｌ 。． ｔ Ｉ ｅ （Ｉ Ｉ ｃｍｂ ｓｉｎｓｓ ｍ ＳＤ ） ｏ ｕｔ ｔ ｏ ｙｅ
指导 、验证 和促 进的过程，利用激光诊 断可以对 Ｃ Ｄ Ｆ
计算 的准确性 进行确认 ，而 Ｃ Ｄ的结果又可以指导激 Ｆ
光诊 断。在 利用数值模 拟计算确认 燃烧系统后 ，则 可
以根据 优化 后 的结果 制造样 机，并在 台架上面进行多 次反复的实验 。 数值模 拟在直喷发 动机开发 中的广泛运用 ，极大
诊断可实现 对燃油雾化与蒸发 过程进行可视化 以及定 量测量，为数值计算和建模提 供实验验 证进而提高模 拟仿真的精 确性，还为缸 内混合气 形成 过程及燃烧诊 断提供 直观 的物理描 述和解 释，其重 要性 不言而 喻。
喷雾 的性能直 接关系到缸 内燃油分布，从 而决定燃烧
收稿日期 ／ ｃ ｉｅ Ｒｅ ｅｖ ｄ：２ １—１０ ０１１—４ 基金项 目 ／ ｐ ｒ ｄｂ 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室开放基金 （ Ｆ ｌｌ ） Ｓ ｏｔ ｙ： ｅ Ｋ ｌｌ１
行对 比实现对 Ｃ Ｄ 中的喷雾模 型的验 证和标 定。由于 Ｆ 对喷 雾的激光 诊断工作大多 数和激光诊 断是两个相互
航空发动机燃料油流动特性及喷雾模拟与优化
航空发动机燃料油流动特性及喷雾模拟与优化随着航空业的快速发展，航空发动机的燃料油流动特性及喷雾模拟与优化成为了航空工程领域中的关键问题。
本文将就航空发动机燃料油的流动特性和喷雾模拟与优化等相关问题展开讨论。
航空发动机燃料油的流动特性是指燃料油在发动机组件内部的流动行为。
燃料油在发动机中的流动特性直接影响到燃油的供给及燃烧过程，因此对于提高发动机的燃烧效率和降低排放有着重要的意义。
燃料油的流动特性主要包括燃料的出口速度、压力损失、流动阻力以及燃油喷雾的粒径分布等。
为了准确地研究燃料油的流动特性，研究人员往往采用数值模拟和实验方法相结合的方式来进行研究。
数值模拟方法可以通过建立数学模型，仿真燃油在发动机内部的流动行为，从而预测燃油流动的特性。
实验方法则利用实验室实验设备对燃料油的流动行为进行测量和分析，以获得准确的流动特性数据。
燃料油的喷雾模拟与优化是研究航空发动机燃烧过程中的关键问题之一。
喷雾是指液体燃料通过喷嘴产生液滴形成喷雾的过程。
喷雾效果的好坏直接影响到燃料的混合和燃烧过程，因此喷雾优化可以提高燃烧效率和降低排放。
为了实现燃油喷雾的优化，研究人员通常采用喷嘴设计和喷雾模型优化的方法。
喷嘴设计可以通过改变喷嘴的结构和参数，调整喷嘴的喷油特性，从而控制喷雾的形成和分布。
喷雾模型优化则是利用数值模拟方法来模拟喷雾的形成和发展过程，通过优化模型参数和算法，得到更准确的喷雾预测结果。
在航空发动机燃料油流动特性及喷雾模拟与优化方面，研究人员还面临一些挑战和难题。
首先，航空发动机燃料油的流动特性和喷雾模拟是一个复杂的多物理过程，涉及到颗粒运动、湍流流动、相变等问题，对模型和算法的可靠性和准确性要求较高。
其次，燃料油的物性参数常受温度、压力等因素的影响，需要建立准确的物性模型来进行数值模拟和实验分析。
为了解决这些问题，研究人员可以采用多学科交叉的方法，将流体力学、传热学、燃烧学等相关学科知识相结合，开展深入的研究。
燃油喷雾燃烧的数值模拟研究
燃油喷雾燃烧的数值模拟研究燃油喷雾燃烧是一种重要的燃烧形式，其在内燃机、火箭发动机、热电站等领域有着广泛应用。
为了提高燃烧效率和降低污染物排放，数值模拟研究成为了一种重要的手段。
本文将介绍燃油喷雾燃烧的数值模拟原理、方法和应用。
1. 燃油喷雾燃烧的数值模拟原理燃油喷雾燃烧的数值模拟原理是基于质量守恒、动量守恒、能量守恒方程和液相、气相相互作用原理。
首先，通过欧拉-拉格朗日方法求解连续相和离散相的动量守恒、质量守恒和能量守恒方程，以得到固、液相的速度、浓度和压力场；其次，基于CFL数（Courant–Friedrichs–Lewy）和物质交换机制，利用体积平均法求解质量输运方程、湍流运动方程等液相方程；第三，通过欧拉方法求解气相动量守恒、质量守恒和能量守恒方程，以得到气相的速度、浓度和压力场；最后，利用湍流模型、化学反应机理和界面传热传质模型求解气-液相界面的传质传热和化学反应方程，进而得到燃油喷雾燃烧的数值模拟结果。
2. 燃油喷雾燃烧的数值模拟方法燃油喷雾燃烧的数值模拟方法主要包括欧拉-拉格朗日法、拉格朗日-欧拉法和最小剪切率方法。
欧拉-拉格朗日法是基于对离散相运动和动量输运方程的求解，将粒子运动轨迹和流场关联起来；拉格朗日-欧拉法是基于液相连续性方程和分散相动量方程的得到，通过反演得到液相运动场的分布；最小剪切率方法是基于标准k-ε湍流模型，求解连续相运动方程和干扰剪切率方程，以得到各相的速度场和离散相浓度场。
3. 燃油喷雾燃烧的数值模拟应用燃油喷雾燃烧的数值模拟应用主要有燃烧诊断、喷雾优化、发动机设计、燃料开发等方面。
燃烧诊断是指通过数值计算和实验相结合的方法，对燃烧模型进行分析和诊断，以提高燃烧效率和降低污染物排放；喷雾优化是指对喷雾结构、喷嘴尺寸、燃油的物性参数等进行优化，以改善燃烧效率和减少污染物排放；发动机设计是指对内燃机的结构和参数进行优化，以提高燃烧效率和减少污染物排放；燃料开发是指通过对燃料的化学成分和物性参数进行优化，以改善燃烧过程和降低污染物排放。
油液颗粒分析常见方法
多种油液颗粒分析方法显微镜法：光学显微镜法能够测定出油液中颗粒污染物的尺寸分布和浓度,并可大致辨别污染物的类型。
但此方法计数耗费时间,人为的测试经验影响大。
计算机图像处理技术与光学显微镜法的结合产生了计算机颗粒图像法。
此方法解决了光学显微镜法人工计数存在的不足 ,大大提高了报告精度。
但所需装置复杂,设备昂贵,至今未能推广应用。
自动颗粒计数器法：颗粒计数法多用在实验室进行油液污染度的测定 ,常用在大型重要的设备中 ,例如汽轮机油、变压器油等 ,是目前最精确的方法之一。
这种仪器采用一定大小的测试粉尘微粒进行定期校准 ,而测试粉尘的真正粒径大小分布目前颇有争议 ,因此测试的结果是否精准仍然有待研究。
目前使用的仪器有遮光型、光散射型和电阻型自动颗粒计数器。
遮光型颗粒计数器在测定系统油液污染度时比较常用。
它的主要特点是利用光电传感器测取信号。
由陕西普洛帝生产的PLD 系列产品可直接测定油液中颗粒污染物的大小及数目,从而确定油液的污染等级,测定精确度高但精度也容易受油中气泡、水珠等影响。
在测定污染严重的油液时必须进行稀释。
光散射型自动颗粒计数器应用夫琅和费衍射理论及迈尔理论对接收到的信号进行分析计算,就可得到颗粒的尺寸及其分布。
对小颗粒较敏感 ,比较适用于测定液体中的微小颗粒。
目前最先进的电阻型自动颗粒计数器是 Coulter Multi2 size颗粒分析仪。
它能提供颗粒所有参数的精确测量数据,但由于此类仪器要求颗粒悬浮液为导体,仅适用于水基工作液。
随着新标准 ISO11171和ISO4406-1999以及ISO 16889的颁布和实施 ,有关如何报告油液固体颗粒污染度及过滤器过滤性能等方面都已经并将继续产生显著的变化。
颗粒计数器的准确性将进一步提高,有利于提高油液污染度的测试精确度。
普洛帝PMT-2油液颗粒都检测仪，采用英国普洛帝技术—“第八代光阻测量颗粒”，并采用油液行业经典方法NAS1638和ISO4406，并可根据用户的要求，内置用户所需多种标准。
柴油、生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径及质量的变化规律
燃烧科学与技术Journal of Combustion Science and Technology 2017，23(3)：261-267DOI 10.11715/rskxjs.R201604006收稿日期：2016-05-09．基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB228502)；天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目 (13JCZDJC 35800)；国家自然科学基金资助项目(51476115)． 作者简介：张许扬（1991— ），男，硕士，zhangxu2014@. 通讯作者：宋崇林，男，博士，教授，songchonglin@.柴油、生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径及质量的变化规律张许扬，卫将军，吕 刚，宋崇林(天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072)摘 要：基于全气缸取样平台，在一台高压共轨柴油机上，对近后喷和远后喷策略下生物柴油和柴油后喷燃烧过程中颗粒物的粒数粒径分布、总粒子数密度及质量的变化规律进行了研究．实验结果表明，在后喷燃烧过程中各阶段，生物柴油和柴油所产生的颗粒物的粒数粒径分布、总粒子数密度及质量变化规律相似．颗粒物粒数粒径均呈类似对数正态分布，生物柴油的峰值粒径范围为39.2～69.8,nm ，柴油的峰值粒径范围为60.4～93.1,nm ．与柴油相比，在相同后喷燃烧阶段生物柴油的颗粒物的总粒子数密度较高，但质量浓度较低．关键词：全气缸取样平台；生物柴油；柴油；后喷燃烧；粒数粒径分布；颗粒物质量浓度 中图分类号：TK427 文献标志码：A 文章编号：1006-8740(2017)03-0261-07A Comparison of Number and Size Distribution and Mass of Particulatesfor Biodiesel and Diesel in Post -Injection Combustion ProcessZhang Xuyang ，Wei Jiangjun ，Lü Gang ，Song Chonglin(State Key Laboratory of Engines ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China )Abstract ：Experiments were conducted on a direct-injection diesel engine ，which was equipped with a common rail system ．The number and size distribution ，the total particulate number density and mass concentration of particulates produced from biodiesel and fossil diesel during the post-injection combustion were investigated using a total cylinder sampling system ．Experimental results indicate a similar tendency for biodiesel and diesel in the variation of number and size distribution ，total particulate number density and mass concentration of particulates at the same stage of post-injection combustion ．The number and size distributions of particulates for both fuels ap-proximate to the lognormal distribution ，with the peak values in the range of 39.2—69.8nm for biodiesel and of 60.4—93.1nm for diesel ．At the same stage of post-injection combustion ，the total particulate number density for biodiesel is higher than that for diesel ，while an opposite result is found in the mass concentration of particulates.Keywords ：total cylinder sampling system ；biodiesel ；diesel ；post-injection combustion ；size and numberdistribution ；mass concentration of particulate柴油机因为具有较高的热效率、良好的动力性、经济性和耐久性得到广泛应用，随着柴油车的保有量不断增加，其排放物给自然环境和人类的身心带来严重的负面影响，尤其是其颗粒物排放也成为近年来造燃烧科学与技术第23卷 第3期— 262 —成全国大规模雾霾天气的元凶之一．世界各国制定了越来越严格的排放法规来限制颗粒物的排放．对柴油机颗粒物生成机理及排放控制方面的相关研究越来越受到重视．伴随着我国经济的快速增长，对能源的需求量也急剧增加，能源供应安全已成为确保我国经济持续稳定增长的重要问题之一．生物柴油作为一种代用燃料，可以在不改变柴油机结构的前提下，获得与柴油接近的动力性能和比柴油更加优越的排放性能[1] ．大量的试验研究表明，柴油机燃用生物柴油及柴油-生物柴油混合燃料时，柴油机的HC 排放量显著降低，CO 排放量也有所降低，同时可以有效地降低颗粒物排放[2-5]；Krahl 等[6]、Jung 等[7]、Di 等[8]和Tsolakis [9]的研究结果表明，燃用生物柴油降低颗粒物质量的同时却增加了其总粒子数密度．Di 等[8]进行了生物柴油、柴油的掺烧和乙醇、柴油的掺烧试验，通过对比不同掺烧组分对柴油机排放颗粒物的影响发现：增加燃料中的含氧量可以降低尾气颗粒物的质量浓度；而随含氧量的增加，颗粒物的几何平均直径变小；生物柴油、柴油的掺烧所生成的颗粒物总粒子数密度升高，但乙醇、柴油掺烧所产生的颗粒物总粒子数密度却降低，这主要是由于乙醇有更低的黏性，雾化效果更好．目前，针对生物柴油及普通柴油颗粒物的研究主要是针对排气中的相关问题，而对于燃烧过程中颗粒物的研究报道很少，鉴于此，本文借助于全气缸取样平台，在一台高压共轨增压柴油机上研究生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物的粒数粒径分布，总粒子数密度及质量浓度的变化规律；并与柴油进行对比，探讨生物柴油对颗粒物的生成及氧化的影响．这对深入理解燃烧过程中碳烟微粒的生成、演化机理及控制污染物的排放有非常重要的意义．1 试验设备与试验方案1.1 试验装置及颗粒采集方法本文借助于全气缸取样平台，在一台由CY6102BQ 型柴油机的第6缸改装而成的试验单缸机上进行试验，全气缸系统机构图及发动机主要参数见参考文献[10]．改装后的试验单缸机加装了DENSO 电控高压共轨燃油喷射系统，采用ETAS 公司的INCA 标定软件，能够精确控制、调节该单缸机的喷油参数．试验台架采用德国产W230型SCHENCK 的电涡流测功机控制发动机运行工况．采用大连新风科技有限公司的采样控制系统，在特定的燃烧时刻精确控制全气缸取样装置打破燃烧空间，使缸内正在燃烧中的气体溢出燃烧室，同时释放高压氮气使燃气迅速降温，“淬灭”其化学反应，经稀释降温的样气沿管路进入取样袋中，然后接发动机废气排放颗粒物粒径谱仪(EEPS-3090)进行粒数粒径的分析测量，或由真空泵以一定的流速将其抽取到特定的滤膜上，而后进行颗粒物的后续处理分析．采用美国TSI 公司的发动机废气排放颗粒物粒径谱仪(EEPS-3090)分析研究柴油机颗粒物粒数浓度以及粒数粒径分布特性．该仪器基于电迁移性原理，可高精度、实时测量稳态和瞬态工况粒径分布，测量粒径范围为5.6～560nm ，该仪器前级配备了379020型旋转式热稀释仪，稀释比范围为15∶1～3000∶1．在本次试验的测试过程中，稀释比为260∶1，此稀释比可有效地减弱采样颗粒物的进一步凝并[11]．采样流量为10L/min ．颗粒物质量的测定采用称重法．将取样袋中的样气利用真空泵过滤到PALLFLEX 公司生产的聚四氟乙烯滤膜上，采样前、后使用电子微量天平(Sartorius ME 5-F )分别称重．以滤膜质量之差作为微粒(particle matter ，PM )的质量．称重之后立即进行索氏萃取[12]，去除颗粒物中的可溶性有机物(soluble organic fraction ，SOF )；萃取后与取样前滤膜质量差近似为干碳烟(soot )的质量[13]． 1.2 试验方案本研究使用的燃油为某公司提供的国Ⅴ柴油及以大豆为原料生产的脂肪酸甲脂生物柴油，相应的燃油参数指标如表1所示．表1 燃油主要参数指标项 目柴 油生物柴油十六烷值 51.6 51.6运动黏度(20,℃)/(mm 2·s -1) 4.67 6.31密度(20,℃)/(kg ·m -3) 831 881热值/(kJ ·kg -1) 42.9 37.2 氧质量分数/% — 10.77 多环芳烃质量分数/% 1.9 0 闪点(闭口)/℃ 70.5 120硫含量/(mg ·kg -1) 7.8 6.3台架试验中，为保证较高的取样时间分辨率[14]，本文选用发动机转速为1000r/min ；选择柴油的主喷油量为每循环28mg ，主喷油角为上止点前7°；后喷油量为每循环6mg ，近后喷和远后喷的起始喷油角(start of post injection ，SOPI )分别为上止点后7°CA 和22°CA (crank angle after top dead center ，CA ATDC ). 生物柴油的主后喷油量是以柴油喷油量为基准通过等热值换算得到的，其喷油策略为：主喷油张许扬等：柴油、生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径及质量的变化规律 燃烧科学与技术— 263 —量为每循环32.3mg ，主喷油角为上止点前7°，后喷油量为每循环6.9mg ，后喷油角分别为7°CA ATDC 和22°CA ATDC ．发动机试验条件为：进气压力0.15MPa ，进气温度45±2℃，冷却水温75～80℃，机油温度80～90℃．具体工况见表2．表2 试验工况工 况 燃油种类每循环主喷油量/mg每循环后喷油量/mg后喷油角/(°CA ATDC )D-1柴油 28.0 6.0 7B-1 生物柴油 32.3 6.9 7 D-2 柴油 28.0 6.0 22 B-2生物柴油 32.36.9222 试验结果与讨论2.1 后喷燃烧过程中各阶段的划分图1为在后喷油角为7°CA ATDC 的工况下，燃用生物柴油和柴油时放热率、缸内压力和缸内平均温度曲线，由图可以看出，整个燃烧过程中生物柴油与柴油的燃烧相位相似，燃用生物柴油时缸内平均温度略低于柴油．（a ）放热率（b ）缸内压力和平均温度图1 生物柴油和柴油的放热率、缸内压力和缸内平均温度后喷燃烧是一个快速而又复杂的过程，目前国内外对后喷燃烧阶段划分尚无文献报道．根据缸压曲线或燃烧放热率曲线很难对其进行阶段划分，而碳烟的生成和氧化历程能比较准确地反映缸内燃烧过程．本文在大量的试验结果基础上，根据后喷燃烧过程中碳烟质量的变化特点，把后喷燃烧过程划分为4个燃烧阶段．图2为典型的生物柴油和柴油后喷燃烧过程中碳烟质量变化规律．4个燃烧阶段如图2所示：Ⅰ阶段为后喷燃烧准备阶段，从后喷始点7° CA ATDC 到10.5°CA ATDC ，此阶段碳烟质量随曲轴转角增加而降低；Ⅱ阶段为后喷燃烧初期(10.5～15.5°CA ATDC )，碳烟质量开始升高并达到峰值，此阶段可以观察到燃烧放热率明显上升；Ⅲ阶段为后喷燃烧中期(15.5～24.5°CA ATDC )，此阶段碳烟开始快速氧化，燃烧放热率降低；Ⅳ阶段为后喷燃烧末期(≥24.5°CA ATDC )，碳烟氧化速率变小，燃烧放热率趋近平缓．本文主要是针对上述4个燃烧阶段进行研究和讨论．图2后喷燃烧过程中生物柴油和柴油的碳烟质量(后喷油角为7°CA ATDC )2.2 后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径分布规律图3和图4分别为燃用生物柴油、柴油时在后喷油角为7°CA ATDC 和22°CA ATDC 工况下测得的颗粒物粒数粒径分布．由图可以看出，两种燃油在后喷燃烧过程中生成的颗粒物的粒数粒径均呈类似对数正态分布，生物柴油峰值粒径分布在39.2～69.8nm 之间，而柴油峰值粒径分布在60.4～93.1nm 之间．图5为各个工况下生物柴油、柴油颗粒物粒数峰值和峰值粒径随曲轴转角的变化规律．从图中可以看出，无论是在近后喷(后喷油角为7°CA ATDC )还是远后喷(后喷油角为22°CA ATDC )工况下，两种燃油的颗粒物粒数峰值均呈现在后喷燃烧准备阶段降低、在后喷燃烧初期升高、在后喷燃烧中期及末期不断降低的趋势．另外，整个后喷燃烧过程中，相同曲轴转角下生物柴油峰值粒径小于柴油的峰值粒径，燃烧科学与技术 第23卷 第3期— 264 —这可能与生物柴油分子中含有氧元素有关，Di 等[8]的研究结果表明，燃油分子中含氧更容易促使较小粒径的颗粒物产生．针对上述两种燃料，在后喷油角为7°CA ATDC 工况下，在后喷燃烧初期，颗粒物峰值粒径较小，这主要是后喷燃油开始燃烧产生大量小粒径（a ）生物柴油（b ）柴油图3 后喷油角为7°CA ATDC 时不同曲轴转角下生物柴油和柴油颗粒物粒数粒径分布规律（a ）生物柴油（b ）柴油图4 后喷油角为22°CA ATDC 时不同曲轴转角下生物柴油和柴油颗粒物粒数粒径分布 颗粒物；而后，随着燃烧的进行，峰值粒径呈增大趋势．在后喷油角为22°CA ATDC 工况下，峰值粒径在后喷燃烧初期较小，而后在后喷燃烧中期、末期朝着大粒径方向移动，但由于此时缸内温度较低，颗粒物的生成和氧化速率均较慢，其变化幅度不大．（a ）后喷油角为7°CA ATDC（b ）后喷油角为22°CA ATDC图5各个工况下生物柴油、柴油颗粒物粒数峰值和峰值粒径随曲轴转角的变化规律2.3 后喷燃烧过程中颗粒总粒数浓度的变化规律图6和图7分别表示在不同后喷油角的条件下，生物柴油、柴油后喷燃烧过程中颗粒物总粒子数密度随曲轴转角的变化规律．在两个不同后喷油角工况下，生物柴油和柴油颗粒物总粒子数密度在后喷燃烧准备阶段降低、后喷燃烧初期升高、后喷燃烧的中期末期不断降低．在相同后喷燃烧阶段，生物柴油的总粒子数密度要高于柴油，这与文献[6-9]的研究结果一致．他们认为可能是由于生物柴油黏性较高、挥发性及燃油雾化质量较差，导致由不完全燃烧生成的小粒径颗粒物增多，总粒子数密度增大．在后喷油角为7°CA ATDC 工况下，后喷燃烧准备阶段(7～10.5°CA ATDC )，两种燃油的总粒子数密度均随曲轴转角的增大而降低，此降低的原因可能源于以主喷燃油所产生颗粒物的氧化；后喷燃烧初期(10～15.5°CA ATDC )，后喷入的燃油迅速燃烧并生成了大量的颗粒物，导致此阶段颗粒物总粒子数密度快速增加，生物柴油总粒子数密度的增加量为2.1×108cm -3，张许扬等：柴油、生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径及质量的变化规律 燃烧科学与技术— 265 —是柴油的1.79倍；在后喷燃烧中期，颗粒物被迅速氧化，总粒子数密度迅速降低，生物柴油总粒子数密度的降低量是柴油的1.43倍；燃烧末期，生物柴油约有总粒子数密度的69.5%的微粒被氧化燃烧掉，总粒子数密度的氧化率高于柴油的66.4%，这可能是由于生物柴油颗粒物比柴油颗粒物有较低的活化能，其反应频率因子是柴油颗粒的2～3倍，致使在颗粒物的后期氧化过程中表现出更高的氧化速率[7]，促使其颗粒物总粒子数密度降低幅度较大．总之，从整个后喷燃烧过程来看，生物柴油颗粒物的生成和氧化速率(总粒子数密度)均高于柴油．在远后喷(后喷油角为22°CA ATDC )时，颗粒物的生成和氧化速率较低，至燃烧结束生物柴油颗粒物总粒子数密度的降低量为2.84×108cm -3，是柴油的1.54倍．图6 后喷油角为7°CA ATDC 时后喷燃烧过程中生物柴油和柴油颗粒物总粒子数密度的变化规律图7 后喷油角为22°CA ATDC 时后喷燃烧过程中生物柴油和柴油颗粒物总粒子数密度的变化规律2.4 后喷燃烧过程中颗粒物质量的变化规律．图8和图9分别表示在不同后喷油角工况下，燃用生物柴油和柴油时碳烟、颗粒物的质量随曲轴转角变化规律．由图可以看出，在后喷油角为7°CA ATDC 时，生物柴油和柴油的颗粒物质量变化规律基本一致，在后喷燃烧准备阶段(7～10.5°CA ATDC )，燃用两种燃油时碳烟、颗粒物的质量均呈现变小趋势，在此阶段后喷燃油并未开始燃烧形成颗粒物，缸内颗粒物的质量变化主要是源于主喷燃油所产生的颗粒物的氧化；在后喷燃烧初期阶段(10.5～15.5°CAATDC )，碳烟质量升高，而颗粒物质量先升高后降低，表明该阶段刚生成的微粒中含有大量的SOF 成分，随着燃烧的进行，SOF 成分迅速氧化及部分转化为碳烟；在后喷燃烧中期(15.5～24.5°CA ATDC )和末期(≥24.5°CA ATDC )，碳烟和颗粒物质量迅速下降，这主要是由于后喷燃烧的加入增强了缸内的气流扰动，促进了燃烧产物和空气的混合，并提高了缸内温度，促进了颗粒物氧化；燃烧结束时，同峰值相比，燃用生物柴油碳烟、颗粒物质量的下降率分别为94%、90.2%，比燃用柴油时高8.2%和13.5%，燃烧结束时，燃用生物柴油时颗粒物质量仅为燃用柴油时的35%．由图9可以看出，在后喷油角为22°CA ATDC 工况下，在后喷燃烧准备阶段，燃用生物柴油和柴油时颗粒物和碳烟质量下降；在后喷燃烧初期(27.5～30°CA ATDC )燃用生物柴油时碳烟、颗粒物的生成量分别是燃用柴油时的50%、69%，表明在该条件下燃用生物柴油也能有效减少碳烟和颗粒物的生成量．此外，与后喷油角为7°CA ATDC 工况相比，该阶段未发现颗粒物呈先上升、后下降的变化趋势，而是呈单调递增的趋势．这主要是近后喷(后喷油角为7°CA ATDC )促进和延长了主喷燃烧[15]，使后喷生成的SOF 快速氧化并向碳烟转化，导致此阶段颗粒物呈先上升、后下降的趋势；在后喷燃烧中期和末期，燃用生物柴油和柴油时的颗粒物和碳烟均（a ）碳烟（b ）颗粒物图8后喷油角为7°CA ATDC 时后喷燃烧过程中燃用生物柴油和柴油时每循环碳烟及颗粒物质量演变规律燃烧科学与技术 第23卷 第3期— 266 —（a）碳烟（b）颗粒物图9后喷油角为22°CA ATDC时后喷燃烧过程中燃用生物柴油和柴油时每循环碳烟及颗粒物质量演变规律呈下降趋势.总之，无论是近后喷还是远后喷，从整个后喷燃烧过程来看，在相同后喷燃烧阶段燃用生物柴油时碳烟和颗粒物的质量均小于柴油，其原因可能是：由于生物柴油含氧(10.77%)，含有较少的C—C 键，燃料与空气中氧气反应的同时，燃料自身所含氧元素也参与反应，单位质量的燃油完全燃烧需要的空气量较少，有效减少了缸内局部缺氧区出现的可能性，减少了碳烟的生成[3-4,16]；其次，由于生物柴油不含芳烃[3,17]，所生成碳烟的前驱物的量减少；燃用生物柴油时生成的碳烟表现出更多的无定型纳观结构和更高的反应活性[18]，更容易被氧化．3 结 论(1) 根据后喷燃烧过程中碳烟质量的变化规律，可以将后喷燃烧过程划分为4个阶段．(2) 燃用生物柴油和柴油时，在后喷燃烧过程中，粒数粒径分布，总粒子数密度及质量变化趋势类似．(3) 生物柴油和柴油后喷燃烧过程中生成的微粒的粒径均呈类似对数正态分布规律．生物柴油峰值粒径在39.2～69.8nm范围内，而柴油峰值粒径分布在60.4～93.1nm之间．在相同后喷燃烧阶段，生物柴油峰值粒径一般要小于柴油的峰值粒径．(4) 在近后喷(后喷油角为7°CA ATDC)和远后喷(后喷油角为22°CA ATDC)工况下，生物柴油和柴油颗粒物总粒子数密度均随燃烧进行呈现先减小、后增大、然后再减小的变化趋势．整个后喷燃烧过程中，相同后喷燃烧阶段燃用生物柴油时的总粒子数密度要高于燃用柴油时的总粒子数密度．从整个后喷燃烧过程来看，燃用生物柴油时颗粒物的生成和氧化速率均高于燃用柴油时的值．(5) 无论在近后喷还是在远后喷工况下，在整个后喷燃烧过程中，燃用生物柴油时碳烟、颗粒物的质量浓度均小于燃用柴油时的值，后喷燃烧结束时，燃用生物柴油时碳烟、颗粒物质量的下降率均要高于燃用柴油时的值．参考文献：［1］王显刚. 生物柴油喷雾、燃烧和碳烟生成特性及其对柴油机微粒排放影响的研究[D]. 西安：西安交通大学能源与动力工程学院，2011.Wang Xiangang. Study on Spray，Combustion and SootFormation Characteristics of Biodiesels and ParticulateEmissions from a Diesel Engine Fueled with Biodiesels[D]. Xi′an：School of Energy and Power Engineering，Xi′an Jiaotong University，2011(in Chinese).［2］Monyem A，Gerpen J H V. The effect of biodiesel oxida-tion on engine performance and emissions [J]. Biomass& Bioenergy，2001，20(4)：317-325.［3］Schmidt K，Van Gerpen J H. The effect of biodiesel fuel composition on diesel combustion and emissions [C]//SAE Technical Paper. Detroit，MI，USA，1996，961086.［4］Lapuerta M，Armas O，R odríguez-Fernández J. Effect of biodiesel fuels on diesel engine emissions [J]. Pro-gress in Energy & Combustion Science，2008，34(2)：198-223.［5］Agarwal A K. Biofuels(alcohols and biodiesel)applica-tions as fuels for internal combustion engines[J]. Pro-gress in Energy & Comb stion Science，2007，33(33)：233-271.［6］Krahl J，Munack A，Schröder O，et al. Influence of biodiesel and different designed diesel fuels on the ex-haust gas emissions and health effects [C]// SAE Techni-cal Papers. San Antonio，TX，USA，2003，2003-01-3199.［7］Jung H，Kittelson D B，Zachariah M R. Characteristics of SME biodiesel-fueled diesel particle emissions and thekinetics of oxidation [J]. International Journal of Envi-张许扬等：柴油、生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径及质量的变化规律 燃烧科学与技术— 267 —ronmental Science and Technology ，2006，40(16)：4949-4955.［8］ Di Y G ，Cheung C S ，Huang Z H. Comparison of theeffect of biodiesel-diesel and ethanol-diesel on the par-ticulate emissions of a direct injection diesel engine [J ]. Aerosol Science and Technology ，2011，17(5)：455-465.［9］ Tsolakis A. Effects on particle size distribution from thediesel engine operating on RME-biodiesel with EGR [J ]. Energy Fuels ，2006，20(4)：1418-1424.［10］ 裴毅强，董素荣，宋崇林，等. 基于电控燃油喷射技术的柴油机全气缸取样系统的设计与开发[J ]. 燃烧科学与技术，2006，12(2)：115-120.Pei Yiqiang ，Dong Surong ，Song Chonglin ，et al. De-velopment of diesel engine total cylinder dumping sys-tem based on electronically controlled fuel injection technology [J ]. Jou rnal of Combu stion Science and Technology ，2006，12(2)：115-120(in Chinese ).［11］ 郝 斌. 不同燃料对柴油机排气颗粒物的影响研究[D ]. 天津：天津大学机械工程学院，2014. Hao Bin. Effect of Fuel Identity on the Exhaust Particles from Diesel Engine [D ]. Tianjin ：School of Mechanical Engineering ，Tianjin University ，2014(in Chinese ).［12］ Mancaruso E ，Merola S S ，Vaglieco B M ，et al. Studyof the multi-injection combustion process in a transparent direct injection common rail diesel engine by means of optical techniques [J ]. International Jou rnal of Engine Research ，2008，9(6)：483-498.［13］ 张文美. 现代柴油机燃烧过程中微粒及多环芳香烃变化规律的研究[D ]. 天津：天津大学机械工程学院，2007.Zhang Wenmei. Studies on the Particulate Characteristics and PAHs During Combustion Process of Modern Diesel Engine [D ]. Tianjin ：School of Mechanical Engineer-ing ，Tianjin University ，2007(in Chinese ).［14］ 刘 仪，刘巽俊，白 翎. 柴油机全气缸取样技术存在的几个问题[J ]. 内燃机学报，1995，13(3)：237-243.Liu Yi ，Liu Xunjun ，Bai Ling. Some problems with the total cylinder sampling technique for a diesel engine [J ]. Transactions of CSICE ，1995，13(3)：237-243(in Chinese ).［15］ Arrègle J ，Pastor J V ，López J J ，et al. Insights onpostinjection-associated soot emissions in direct injection diesel engines [J ]. Combu stion and Flame ，2008，154(3)：448-461.［16］ Haas M J ，Scott K M ，Alleman T L ，et al. Engineperformance of biodiesel fuel prepared from soybean soapstock ：A high quality renewable fuel produced from a waste feedstock [J ]. Energy & Fu els ，2001，5：1207-1212.［17］ Lapuerta M ，Armas O ，Hernández J J ，et al. Potentialfor reducing emissions in a diesel engine by fuelling with conventional biodiesel and Fischer-Tropsch diesel [J ]. Fuel ，2010，89(10)：3106-3113.［18］ Nagle J ，Strickland-Constable R F. Oxidation of carbonbetween 1000—2000℃[C ]// Proceedings of the Fifth Carbon Conference . Oxford ：Pergamon ，1962，1(1)：154-164.。
柴油和生物柴油喷雾特性研究
10.16638/ki.1671-7988.2018.10.023柴油和生物柴油喷雾特性研究朱锡玉，戴仁杰，张凯妹，武奎，曹建明（长安大学汽车学院，陕西西安710064）摘要：在喷雾特性实验台上，利用马尔文激光粒度分析仪对定压力下柴油和生物柴油的微观喷雾特性进行了研究，对柴油和生物柴油油滴的索特平均直径、尺寸数目分布、累计体积分布和特征直径进行比较，实验结果表明，在同一喷射压力下，生物柴油油滴的索特平均直径和特征直径均大于柴油的，生物柴油向大颗粒方向偏移，生物柴油的雾化质量比柴油差。
关键词：柴油；生物柴油；喷雾特性；索特平均半径中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)10-71-03Study on spray characteristics of diesel and biodieselZhu Xiyu, Dai Renjie, Zhang Kaimei, Wu Kui, Cao Jianming( Automobile Faculty, Chang’an University, Xi’an 710064）Abstract: The microcosmic spray characteristics of diesel and biodiesel at constant pressure were studied by using Ma Erwen laser particle size analyzer on the spray characteristic test bench. The average diameter and size distribution of diesel and biodiesel droplets were studied. The cumulative volume distribution and characteristic diameter are compared. The experimental results show that the average diameter and characteristic diameter of biodiesel droplets are larger than those of diesel oil under the same injection pressure. The atomization quality of biodiesel is worse than that of diesel. Keywords: diesel; biodiesel; spray characteristics; Sauter mean diameterCLC NO.: U462 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)10-71-03引言随着化石燃料的枯竭和排放法规的日益严格，寻找可再生的清洁能源成为有价值的研究课题。
喷雾粒径测试方法的比较研究
２ ０ １ ４年 １ ０月
内燃 机
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ Ｃｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｓ
Ｎｏ． ５
０（ ｔ ． ２ Ｏ１ ４
喷雾粒径测试 方法 的比较研究
张齐龙 。曹建 明 ，任 欢
（ 长安大学 汽车学院 ，陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ４ ）
Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｄｒ ｏ ｐ ｌ ｅ ｔ Ｓ ｉ ｚ ｅ ｉ ｎ Ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｓ
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ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｄｒ ｏ ｐ ｌ ｅ ｔ ｓ ｉ ｚ ｅ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｆ ｇ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｗ ｏ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ． Ｔ ｉ ｍ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｅ ｓ ｔ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｉ ｎ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｍ１ ｔ ｗ ｏ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｌ ｅ ｔ ｓ ｉ ｚ ｅ ； Ｍａ ｌ ｖ ｅ ｒ ｎ Ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｔ ｅ ｃ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｏｒ ｆ Ｓ ｐ ｒ ａ ｙ １ ） ｒ ｏ ｐ ｌ ｅ ｔ Ｓ ｉ ｚ ｅ ； Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｄｒ ｏ ｐ ｌ ｅ ｔ Ｓ ｉ ｚ ｅ ； ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ
汽油机颗粒物粒径分布特性研究
中国内燃机学会燃烧节能净化分会2010年学术年会 CSICE2010-100汽油机颗粒物粒径分布特性研究潘锁柱 裴毅强 峂李 原达（天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室 天津 300072）摘要：本文采用DMS500颗粒物光谱分析仪针对一台四缸气道喷射汽油机开展了颗粒物粒径分布特性的试验研究。
研究结果表明：汽油机颗粒物数浓度表现为单峰核态的分布特点，主要分布在50nm粒径以下，数浓度峰值出现在10-20nm 粒径范围内，峰值数量级为108#/cm3。
并且随转速的升高数浓度呈现不断下降的趋势；表面积浓度分布表现为双峰分布，核态颗粒物表面积占总表面积的比重较大约90%，积聚态颗粒物表面积占总表面积的比重较小约10%。
表面积最高峰值浓度为105μm2/cm3数量级。
质量浓度基本表现为核态、积聚态双峰分布，核态颗粒物所占比重较大，积聚态颗粒物所占比重较小。
并且颗粒物质量浓度随转速的升高呈降低趋势，随负荷的增加明显出现积聚态颗粒物。
关键词：汽油机；颗粒物；粒径分布Study on particle size distribution from a gasolineenginePan Suozhu Pei Yiqiang Li Tong Yuan Da（State Key Laboratory of Engines, Tianjin University, Tianjin 300072, China)Abstract：The experiments were conducted on a four cylinder, port fuel injection gasoline engine to investigate particle size distribution using a DMS500 fast particulate spectrometer. The results show that particle number from gasoline engine characterized unimodal nucleation mode below the range of 50nm and the peak value is on the order ofх105 particles/cm3 in the range of 10 to 20nm. Furthermore, particle number decreases with the increase of engine speed. Particle surface area has a bimodal size distribution mode, and is contributed by nucleation mode particles about 90% and by accumulation mode particles about 10%. The peak value is on the order of х105μm2/cm3, Particle mass from gasoline engine basically is characterized by bimodal size distribution mode including nucleation and accumulation mode, and accumulation particles dominate the total particulate matter mass. Additionally, particle mass decreases with the increase of engine speed, and show an enhanced accumulation mode particle with the increase of engine load.Keywords:Gasoline engine; Particulate matter; Size distribution机动车尾气颗粒物不仅会对环境带来严重污染还会对人体健康产生不利影响[1]。
大型喷雾粒径分布的图像法测量
大型喷雾粒径分布的图像法测量陈小艳;周骛;蔡小舒;黄燕;袁益超【摘要】雾化技术在能源、化工等领域应用广泛，研究雾化机理和优化雾化喷嘴性能的前提是对其雾化液滴尺寸及粒度分布进行准确有效的测量和表征。
目前常用的雾化液滴粒度测量技术，如基于光散射或衍射原理的激光粒度仪和相位多普勒分析仪等，能够较准确地测量粒径分布比较窄、最大粒度在2000μm以下的喷雾，但对含特大颗粒且粒径分布很宽的喷雾，往往难以得到可靠结果甚至不可能进行测量。
本文提出了用图像法测量这类大流量喷雾，构建了图像法测量系统，编写了图像处理程序，经标定实验后，采用该系统对某喷嘴喷雾液滴粒径分布及规律进行了测量研究。
研究结果表明图像法可用于大型喷雾液滴粒度及分布的测量。
%Atomization technology is widely used in the energy and chemical industries. Accurate and effective measurement and characterization of atomized particle size and size distribution is the premise of the research on atomization mechanism and performance optimization of atomizer. At present, the frequently used techniques for measurement of atomized droplet size, for example the laser particle size analyzer and phase Doppler analyzer based on light scattering or diffraction principle, can accurately measure spray of which particle size distribution is narrow and maximum particle size is under 2000μm. But for the measurement of a large spray whose particle size distribution is wide or which contains large droplets, it is always difficult or even impossible to obtain an accurate result. This paper used the imaging method for measurement of such large spray, developed the image measurement system, wrote the image processingprogram, calibrated the measurement system, and used it for the droplet size distribution measurement and investigation of a nozzle spray. The research results showed that the imaging method could be effectively used for the measurement of droplet size and distribution of a large spray.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】8页(P480-487)【关键词】大型喷雾;颗粒;测量;粒度分布;成像;图像处理【作者】陈小艳;周骛;蔡小舒;黄燕;袁益超【作者单位】上海理工大学颗粒与两相流测量研究所，上海 200093;上海理工大学颗粒与两相流测量研究所，上海 200093;上海理工大学颗粒与两相流测量研究所，上海 200093;上海理工大学颗粒与两相流测量研究所，上海 200093;上海理工大学颗粒与两相流测量研究所，上海 200093【正文语种】中文【中图分类】TQ056.1引言喷雾是液体通过喷嘴喷射到气体介质中，液体受到表面张力和空气动力等内外力的作用，分散并破裂成小颗粒液滴的过程。
柴油机选择性催化还原系统喷雾粒径分布试验
柴油机选择性催化还原系统喷雾粒径分布试验孟雪锋;吴健;王站成;徐斌;杜慧勇【摘要】应用激光粒度仪研究了两种尿素喷射系统喷雾的粒径及其分布特征.对比分析了以纯净水和尿素溶液作为喷雾介质时喷雾粒径的分布情况,研究了喷射压力和喷射脉宽对无空气辅助喷射系统粒径的影响.改变有空气辅助喷射系统辅助气体的压力,测量了喷雾离开喷射器后的粒径分布.试验结果表明:以纯净水替代尿素溶液进行喷雾试验是可行的.无空气辅助喷射系统喷射压力由0.2 MPa升高至0.9 MPa,喷雾索特平均直径从146μm减小至49μm.在相同喷射周期内,无空气辅助喷射系统采用小喷射脉宽有利于喷雾雾化.有空气辅助喷射系统的雾化效果优于无空气辅助喷射系统.增大辅助气体压力可以提高有空气辅助喷射系统的雾化效果.【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】6页(P23-28)【关键词】柴油机;选择性催化还原;喷雾;粒径分布【作者】孟雪锋;吴健;王站成;徐斌;杜慧勇【作者单位】河南科技大学车辆与交通工程学院,河南洛阳 471003;河南科技大学车辆与交通工程学院,河南洛阳 471003;河南科技大学车辆与交通工程学院,河南洛阳 471003;河南科技大学车辆与交通工程学院,河南洛阳 471003;河南科技大学车辆与交通工程学院,河南洛阳 471003【正文语种】中文【中图分类】TK421.50 引言随着排放法规的日益严格，降低柴油机尾气中的污染物，特别是氮氧化物(NOX)，已成为国内外学者研究的重点。
选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)技术是降低柴油机NOX排放最有效的应用手段之一［1］。
目前，SCR技术还需要继续完善，降低氨的泄漏、提高低温下NOX的转化效率、减少沉积物的生成都是需要解决的问题［2－4］。
尿素溶液的良好雾化效果可以加快尿素溶液的蒸发以及和尾气的混合，提高NOX的转化效率，减少沉积物的生成［5］。
柴油喷雾粒径空间分布特征理论与实验研究
柴油喷雾粒径空间分布特征理论与实验研究谢凯;崔运静;仇性启;王建新【摘要】为研究小型柴油燃烧器压力雾化喷嘴在喷雾外流场空间内的柴油喷雾粒径分布特征,采用激光粒度仪测量沿喷嘴出口轴向方向各截面处的液滴粒径分布.分别测试了不同配风量,不同喷油压力,不同喷雾锥角和油量条件下在5～50 cm截面处的粒径分布,对液滴的平均索特尔直径进行分析,用分散指数表征液滴分布的均匀性.研究表明,喷雾粒径在空间的整体分布是在喷雾出口处区域最小,在浓雾区粒径最大但分布均匀.随风量和油压的减小,平均粒径增大,喷雾锥角对粒径影响不大,而油量对全局的空间分布影响较大.液滴在风量大的浓雾区分布均匀,但油压超过1.2 MPa,初始破碎区的均匀度反而下降.初始破碎区的液滴粒径受液滴间相互作用影响,结合实验结果,引入液滴群整体作用系数对理论推导的临界破碎粒径公式进行修正,平均误差5％.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2019(019)009【总页数】6页(P88-93)【关键词】压力雾化;粒径分布;临界破碎;分散指数【作者】谢凯;崔运静;仇性启;王建新【作者单位】中国石油大学(华东)化学工程学院,青岛 266580;中国石油大学机电工程学院,青岛 266580;中国石油大学(华东)化学工程学院,青岛 266580;云南航天工业有限公司,昆明 650217【正文语种】中文【中图分类】TK421.43小型柴油燃烧器被广泛应用于各种能源，国防，后勤等领域，特别是在小型工业加热设备中[1，2] 。
其体积小，火焰能快速加热并与其他介质换热的特点使得其在受限小型空间内的加热设备中[3]应用前景广阔。
其喷雾液滴的空间分布特征和燃烧器产生的火焰有密切关系。
研究其分布特征不仅能够丰富喷雾燃烧理论，而且有助于预测火焰形态[4]，对喷雾燃烧技术在各种机械工程领域的应用有重要指导意义[5] 。
近年来，研究者针对喷雾分布特征进行了研究[6，7]。
喷雾粒径测试方法分析及比较
喷雾粒径测试方法分析及比较
张辰熙
【期刊名称】《内燃机与配件》
【年(卷),期】2022()22
【摘要】喷雾粒径是对喷雾效果评价的重要参数,雾滴效果的好坏对于农业喷洒灌溉、内燃机的效率、航空航天有着重要的意义。
因此针对不同喷雾测试方法得到的喷雾数据分析比较,分别以水敏纸法、油盘法和激光粒度仪法在0.3MPa喷雾压力的条件下对5种喷头分别进行雾滴粒径测定的数据比较;液滴评判系统和马尔文测量法在相同孔径不同压力下测得的雾化特性参数比较。
分析结果表明:户外的喷雾场测试中使用水敏纸法是较好的选择;随着数字图像处理技术的发展而诞生的液滴尺寸判读系统可以作为实验室喷雾场测试方法的一种很好的补充。
【总页数】3页(P30-32)
【作者】张辰熙
【作者单位】长安大学
【正文语种】中文
【中图分类】TK428.9
【相关文献】
1.裂缝松弛层大粒径沥青碎石成型与密度测试方法比较
2.喷雾粒径测试方法的比较研究
3.农用喷头雾化粒径测试方法比较及分布函数拟合
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5.雾滴粒径及沉积量测试方法分析及比较
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风力发电机组油液颗粒度检测
风力发电机组油液颗粒度检测在一个阳光明媚的早晨，K场景的风力发电机组油液颗粒度检测工作正有条不紊地进行着。
在这个场景中，一位身穿整洁工作服的检测员正站在一个精密的油液颗粒度检测仪器前，他的眼睛紧盯着仪器的显示屏，认真观察着油液颗粒的数据变化。
他的手法熟练而敏捷，他先打开油液样品瓶的盖子，然后用取样管从油液样品中取出适量的油液，将其滴在仪器的测试片上，随后按下测试按钮，等待着测试结果。
在等待的过程中，检测员不断调整仪器的各项参数，确保测试结果的准确性和可靠性。
不久，结果显示在显示屏上，检测员立即对数据进行逐一分析，并记录在笔记本上。
如何保证油液颗粒度检测仪的准确性、精度、重复性？那就需要选择一款性能优越的颗粒度仪器——普洛帝油液颗粒度分析仪（实验室台式机：PLD-0201；现场便携机：PLD-0203、PMT-2）是电力行业不二选择。
普洛帝油液颗粒度分析仪采用普洛帝技术—“光阻测量颗粒”，并采用油液行业经典方法NAS1638和ISO4406，并可根据用户的要求，内置用户所需多种标准。
引用精密柱塞泵和超精密流量电磁控制系统，实现进样速度恒定和进样体积精确的双控制，取样量1ml~无限大随意设定，准确无误。
内置统计、粒径曲线和脉冲阻值，可设定通道粒径值。
集成式全自动取样装置，内设压力系统和搅拌装置，使仪器可实现样品脱气、均匀和高粘度样品的检测。
采用大屏幕液晶显示，触摸屏菜单操作，键盘、触摸双输入，外形美观功能齐全。
数据处理功能强大丰富，可根据用户给出油液等级和数据，绘制分布直方图等。
内置操作系统和微型打印机，无需外接电脑和打印机可直接测试和打印。
具有标准串行RS232口，可外接计算机存储检测结果，方便数据分类、检索。
可按ISO11171和ISO4402等标准进行标定、校准。
技术参数：订制要求：各类有机系产品液体（润滑油）检测要求；激光传感检测器：第八代双激光窄光检测器（更精确、更稳定、更迅速）；评判方法：满足ISO4406-99、ISO4406-87、NAS1638、MOOG、ISO11218、DL/T1096等标准；检测方法：GJB380、DL/T432、ISO11500等标准；计量校准：GB/T18854、JJG/T 066、ISO11171、ISO4402或JJG1061 等标准；测试软件：P6.4分析测试软件集成版&PC版；控制方式：集成式工控机控制或工业PC控制；检测范围：1~1000μm（根据传感器选型而定），建议选择0.5-600μm；重合精度：10000粒/mL（5%重合误差）；评价等级：可根据NAS1638、ISO 4406等直接评定油液污染等级；数据输出：可显示颗粒物大小、数量、曲线和分布等，内置打印机，可打印输出；报告方法：颗粒数/ml及污染度等级；标准接口：RS232接口可接计算机；在K场景中，风力发电机组的运行状态和性能是至关重要的。
可控热氛围中喷雾的雾化特性和粒径分布
可控热氛围中喷雾的雾化特性和粒径分布张青;秦秋实;邓俊;吴志军【期刊名称】《同济大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(046)006【摘要】基于可控热氛围燃烧器提供的均匀温度场,使用高速摄像机和激光衍射粒度仪对300～673 K协流温度范围内的柴油喷雾进行测量.结果表明,随协流温度升高,相同时间内的喷雾贯穿距减小,喷雾锥角先增大后减小.在300 K协流下,索特平均直径处于10～20 μm之间,随轴向高度升高而略有增加,大尺寸液滴的直径在离开喷孔20～40mm过程中下降了17％.各粒径参数随径向距离的增大而减小.粒径一致性随着轴向和径向距离的增加而提高.在协流温度从300K上升至673 K的过程中,索特平均直径从15μm上升到24μm,粒径一致性提高,蒸发使得小尺寸液滴大量消失.【总页数】6页(P842-847)【作者】张青;秦秋实;邓俊;吴志军【作者单位】同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804【正文语种】中文【中图分类】TK421【相关文献】1.可控热氛围下丙烷柴油混合燃料喷雾及自燃特性试验研究 [J], 赵文伯;张青;吴志军;胡宗杰;邓俊2.热氛围下水喷射雾化特性试验 [J], 张哲豪;康哲;付乐中;邓俊;吴志军3.可控热氛围下柴油/丙烷混合燃料低压喷雾及自燃特性试验 [J], 包堂堂;张青;严术斌;高雅;邓俊;吴志军4.可控活化热氛围下柴油喷雾自燃特性的研究 [J], 邓俊;吴志军;李理光;黄成杰;张旭升5.可控活化热氛围中不同混合比生物柴油的燃烧特性 [J], 张旭升;李理光;吴志军;邓俊;黄成杰;于水因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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基于数字图像处理的生物柴油-柴油雾化粒度的测量蒋爱德【摘要】Biodiesel and regular diesel in any proportion miscrible mixtures can be used instead of petrochemical diesel fuel for internal combustion engine. In order to make the mixture in internal combustion engine applications to achieve good effect on performance and emissions, we need to research different proportions of biodiesel-diesel mixture atomization effect. In this paper, digital image processing methods is used for biodiesel-diesel mixture atomization image processing, to obtain the number per unit area and the average diameter of atomization particle, fast processing speed, accuracy, reducing the traditional manual method of analysis of subjectivity and a higher failure rate.%生物柴油与普通柴油任意比例互溶的混合物可以代替石化柴油供内燃机使用，为了使得这种混合物在内燃机应用中达到好的动力性和排放效果，就需要研究不同比例的生物柴油—柴油混合物的雾化效果。
利用数字图像处理的方法对生物柴油-柴油混合物雾化图像进行处理，获得了单位面积内雾化粒度的数量和平均直径，处理速度快捷、准确，减少了传统人工方法分析的主观性和较高的失误率。