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电火花点火和激光点火性能对比研究

南京航空航天大学学报 2018年第4期50卷 465-470页

作者：牛嘉伟范育新缪俊杰吕浩杰南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为了比较激光点火和电火花点火的点火性能,在一带稳定器方形直管试验段上,利用电火花调能调频点火器和激光器分别进行点火试验,比较相同来流条件下的初始火核发展、点火极限和火焰传播。结果表明:两者的初始火核形状不同,电火花点火的... 详细信息

为了比较激光点火和电火花点火的点火性能,在一带稳定器方形直管试验段上,利用电火花调能调频点火器和激光器分别进行点火试验,比较相同来流条件下的初始火核发展、点火极限和火焰传播。结果表明:两者的初始火核形状不同,电火花点火的初始火核呈圆弧形,而激光点火下呈瓣型。相同点火能量下,激光点火比电火花点火的贫油点火极限更宽;相同来流条件下,点火位置下游激光点火的火焰传播速度更快,并且在化学恰当比附近和来流速度为2.14m/s的情况下,两种点火模式的火焰传播速度相差更大。

关键词：电火花点火激光点火点火性能

汽油激光诱导火花点火与电火花点火燃烧过程对比研究（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2015年第10期16卷 830-838页

作者： Cang-su XU Dong-hua FANG Qi-yuan LUO Jian MA Yang XIE Xu ZHENG College of Energy Engineering Zhejiang University

目的:激光诱导火花点火(简称激光点火)是取代传统的靠近缸壁的单点电火花点火以实现稀薄燃烧、提高热效率和改善排放的新型点火方式之一。本文通过对比分析两种点火方式在定容弹中的点火及燃烧过程的压力上升率、最大爆发压力及放热率... 详细信息

目的:激光诱导火花点火(简称激光点火)是取代传统的靠近缸壁的单点电火花点火以实现稀薄燃烧、提高热效率和改善排放的新型点火方式之一。本文通过对比分析两种点火方式在定容弹中的点火及燃烧过程的压力上升率、最大爆发压力及放热率为激光点火技术在内燃机中的应用提供设计过程的参考依据。创新点:1.同时进行两种点火方式的试验,保证对比研究的准确性;2.激光点火采用532 nm和1064 nm波长的两种激光进行对比;3.直接采用汽油进行研究。方法:通过记录不同当量比的汽油空气混合气在定容燃烧弹内激光点火(532 nm和1064 nm波长)及电火花点火的燃烧过程压力变化:1.对比分析三种点火情况的压力上升率和最大爆发压力;2.通过公式计算,对比分析三种点火情况的放热率。结论:1.532 nm与1064 nm波长激光点火的压力上升率和最大爆发压力都在当量比为1.8时出现最大值,其中532 nm波长激光为39.4 MPa/μs和0.68 MPa,1064 nm波长激光为38.8 MPa/μs和0.67 MPa;而电火花点火的压力上升率和最大爆发压力则在当量比为1.6时出现最大值,分别为38.1 MPa/μs和0.67 MPa;2.激光点火的稀燃极限相对电火花点火对应的当量比更小;3.三种点火类型的放热率规律与压力上升率变化规律一致。

关键词：激光点火电火花点火压力上升率最大爆发压力放热率

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燃烧室电火花点火模型

航空动力学报 2021年第1期36卷 25-33页

作者：肖为江立军陈盛中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所湖南株洲412002

为了准确掌握影响航空发动机燃烧室点火边界的关键因素,并建立燃烧室点火边界预测模型,对单头部燃烧室的点火过程及点火边界进行了试验与理论研究。获取了燃烧室点火过程的火核生成与传播特性曲线,形成了拓宽燃烧室点火边界的优化方法,... 详细信息

为了准确掌握影响航空发动机燃烧室点火边界的关键因素,并建立燃烧室点火边界预测模型,对单头部燃烧室的点火过程及点火边界进行了试验与理论研究。获取了燃烧室点火过程的火核生成与传播特性曲线,形成了拓宽燃烧室点火边界的优化方法,基于点火恢复时间建立了燃烧室点火边界预测模型,并对预测模型的精度进行验证。结果表明:提高喷嘴雾化性能是提升点火性能的最有效途径,点火模型预测结果与试验结果相符度较好,模型的最大误差小于20%,满足燃烧室工程设计需要。

关键词：点火模型点火延迟电火花点火燃烧室点火边界

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真空应用电火花点火的氢氧发动机设计与试验

航空动力学报 2014年第2期29卷 398-404页

作者：吴靖张国舟蔡国飙北京航空航天大学宇航学院北京100191

为研究某大推力氢氧发动机真空羽流效应,设计采用火炬点火方式的60N缩比氢氧发动机.通过球头密封声速喷嘴组件控制流量,使真空下每个声速喷嘴组件减少3个密封面.进行真空点火方案设计,从理论上证明电火花点火的可行性.设计试验系统并进... 详细信息

为研究某大推力氢氧发动机真空羽流效应,设计采用火炬点火方式的60N缩比氢氧发动机.通过球头密封声速喷嘴组件控制流量,使真空下每个声速喷嘴组件减少3个密封面.进行真空点火方案设计,从理论上证明电火花点火的可行性.设计试验系统并进行地面及真空环境下的热试车,试车结果表明:燃烧室压力达到额定压力为0.6MPa时,发动机热防护结构良好,试验系统设计合理,真空电火花点火方案可行,为进行真空羽流效应研究奠定基础.

关键词：氢氧缩比发动机真空电火花点火球头密封声速喷嘴

柴油机燃用乙醇的燃烧技术——混合燃料、双燃料喷射和电火花点火

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内燃机学报 1986年第3期4卷 211-228页

作者：小林伸治日本汽车研究所

本文就高速纹影摄影和气缸压力的热力分析法,对使用乙醇作燃料的柴油机的三种燃烧技术的燃烧过程,进行了基本研究。这三种燃烧技术包括:混合燃料、双燃料喷射和电火花辅助点火。在柴油中掺醇由于降低了十六烷值造成着火延迟期变长,但与... 详细信息

本文就高速纹影摄影和气缸压力的热力分析法,对使用乙醇作燃料的柴油机的三种燃烧技术的燃烧过程,进行了基本研究。这三种燃烧技术包括:混合燃料、双燃料喷射和电火花辅助点火。在柴油中掺醇由于降低了十六烷值造成着火延迟期变长,但与柴油相比,其碳烟的生成却减少了。在双燃料喷射发动机中,两种燃料的混合方式对燃烧过程影响很大。在电火花辅助点火发动机中,燃烧过程主要受点火时间影响。该发动机的燃烧过程与普通柴油机或汽油机类似,取决于发火时间。依据这些基本研究的结果制成了几台样机。实验表明,该发动机的性能前景良好。

关键词：燃料喷射电火花点火燃烧技术燃烧过程柴油机压燃发动机混合燃料一弓乙醇酒醇一元醇林伸内燃机学报

激光诱导火花点火和电火花点火着火过程的对比研究

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内燃机工程 2016年第4期37卷 113-118页

作者：麻剑严霁阳姚子澍郑旭许沧粟浙江大学动力机械及车辆工程研究所杭州310027 浙江大学城市学院杭州310015

应用高速纹影成像技术研究调Q Nd：YAG纳秒脉冲激光诱导火花点燃汽油/空气混合气的火核发展过程，并与传统电火花点火的火核发展过程相对比，详细阐述了激光诱导火花点火过程中有别于电火花点火过程的球形火核发展的三瓣结构火核的形成... 详细信息

应用高速纹影成像技术研究调Q Nd：YAG纳秒脉冲激光诱导火花点燃汽油/空气混合气的火核发展过程，并与传统电火花点火的火核发展过程相对比，详细阐述了激光诱导火花点火过程中有别于电火花点火过程的球形火核发展的三瓣结构火核的形成机理。进一步研究了0.1MPa、363K条件下，激光诱导火花、电火花点燃不同当量比下的汽油/空气混合气的着火概率。研究结果表明：激光诱导火花点火可以提高燃烧速度，并且能扩展稀燃极限，其在点燃当量比0.6（电火花点火稀燃极限）的稀混合气时，着火概率达65%-70%。

关键词：内燃机激光诱导火花点火电火花点火三瓣结构可燃界限

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合成气扩散火焰点火特性的实验研究

中国电机工程学报 2013年第35期33卷 73-80,13页

作者：张晓宇翁方龙钟迪朱民清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京市海淀区100084

在模型燃烧室中通过变化合成气的成分比例研究不同燃料对点火时间和点火边界的影响。实验所用合成气由氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳和氮气组成,热值范围 4.76-35.8MJ/m3,同时用甲烷作为对照组。实验中研究了不同来流空气流量、燃料... 详细信息

在模型燃烧室中通过变化合成气的成分比例研究不同燃料对点火时间和点火边界的影响。实验所用合成气由氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳和氮气组成,热值范围 4.76-35.8MJ/m3,同时用甲烷作为对照组。实验中研究了不同来流空气流量、燃料组成对点火时间、点火范围的影响。结果表明随着氢气体积含量从0增加到20%时,点火时间会显著降低,点火范围扩大显著。当氢气含量超过50%时,实验条件下的空气流量对点火时间和点火下限的影响不再明显。与此同时,实验中检测到3种不同形态的后续火焰。接近点火下限的不稳定火焰；贫燃条件下的稳定火焰；富燃条件下表现为周期性的向上、下游传播的振荡火焰。通过分析上述结果得到了合成气随当量比和氢含量变化的点火工况图。

关键词：合成气电火花点火扩散火焰点火极限燃气轮机燃烧室

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气氧/丙烷小推力发动机设计与实验

航空动力学报 2011年第10期26卷 2352-2357页

作者：李君海曾鹏俞南嘉蔡国飙北京航空航天大学宇航学院北京100191

为适应小推力发动机无毒、无污染、高性能、低成本的发展趋势,设计了一种以气氧(GO2)/丙烷(C3H8)为推进剂的发动机.采用层板式头部喷注器、利用喷嘴间隙实现电火花点火的独特点火方案、通过边区喷嘴进行气膜冷却,同时设计了发动机实验... 详细信息

为适应小推力发动机无毒、无污染、高性能、低成本的发展趋势,设计了一种以气氧(GO2)/丙烷(C3H8)为推进剂的发动机.采用层板式头部喷注器、利用喷嘴间隙实现电火花点火的独特点火方案、通过边区喷嘴进行气膜冷却,同时设计了发动机实验系统并开展了初步实验研究.实验结果表明:实验系统设计合理;发动机点火方案可靠、燃烧稳定、热防护效果良好,为进一步的研究奠定了基础.

关键词：气氧/丙烷推进剂小推力发动机层板喷注器电火花点火气膜冷却实验系统

高浓度氩气稀释对C2H2-2．5O2气体直接起爆临界能量影响的实验研究

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高压物理学报 2012年第1期26卷 55-62页

作者：张博 Lee John H S 白春华北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 Department of Mechanical Engineering McGill University Montreal H3A 2K6Canada

采用高压电点火进行直接起爆,通过放电过程中电流的输出信号确定起爆能量,实验测定了C2H2-2.5O2气体和加入摩尔浓度为70%氩气的C2H2-2.5O2混合气体直接起爆的临界起爆能量,研究了高浓度氩气稀释对C2H2-2.5O2混合物临界起爆能量的影响。... 详细信息

采用高压电点火进行直接起爆,通过放电过程中电流的输出信号确定起爆能量,实验测定了C2H2-2.5O2气体和加入摩尔浓度为70%氩气的C2H2-2.5O2混合气体直接起爆的临界起爆能量,研究了高浓度氩气稀释对C2H2-2.5O2混合物临界起爆能量的影响。实验测得的混合物临界起爆能量实验值与Lee等人的表面积能量理论值基本吻合。研究表明:C2H2-2.5O2气体和加入摩尔浓度为70%氩气的C2H2-2.5O2混合气体的临界起爆能量均依赖于初始压力,并呈反相关指数关系;在相同实验条件下,高浓度氩气稀释极大提高了混合气体直接起爆的临界起爆能量。分析认为,由于临界起爆能量正比于诱导区长度的3次方,因此在相同初始压力下,高浓度氩气的稀释增加了C2H2-2.5O2混合气体爆轰诱导区长度,并最终导致其临界起爆能量的显著上升。

关键词：直接起爆临界起爆能量诱导区长度电火花点火氩气