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稀釋氣體組分和濃度對柴油噴霧燃燒特征影響

2021-02-25 00:04:27·  來源：內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào)  作者：diner  
　
日趨嚴(yán)格的排放法規(guī)促進(jìn)了內(nèi)燃機(jī)清潔燃燒技術(shù)的發(fā)展，如均質(zhì)壓燃（HCCI），低溫燃燒（LTC）等。在實(shí)現(xiàn)HCCI和LTC等可控燃燒過程中，最重要的燃燒控制策略之一是使用不同的稀釋氣體組分及濃度。稀釋氣體對燃料混合和燃燒過程影響主要有稀釋作用、化學(xué)作用和熱作
日趨嚴(yán)格的排放法規(guī)促進(jìn)了內(nèi)燃機(jī)清潔燃燒技術(shù)的發(fā)展，如均質(zhì)壓燃（HCCI），低溫燃燒（LTC）等。在實(shí)現(xiàn)HCCI和LTC等可控燃燒過程中，最重要的燃燒控制策略之一是使用不同的稀釋氣體組分及濃度。稀釋氣體對燃料混合和燃燒過程影響主要有稀釋作用、化學(xué)作用和熱作用。目前，大多數(shù)關(guān)于稀釋氣體組分及濃度的研究都集中在發(fā)動(dòng)機(jī)性能上，如探討熱效率極限，氣體組分變化帶來的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性以及排放特性的差異等，缺乏不同稀釋氣體組分及濃度對噴霧火焰發(fā)展特征影響的相關(guān)研究，這制約了對相關(guān)機(jī)理的認(rèn)知。對此，本期推文筆者在一臺(tái)高溫、高壓定容燃燒彈上開展試驗(yàn)，通過控制環(huán)境溫度和環(huán)境壓力模擬柴油機(jī)缸內(nèi)不同熱力學(xué)狀態(tài)，在10%～40%氧體積分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)，使用3 種光學(xué)診斷方法研究不同稀釋氣體組分和濃度對柴油噴霧火焰著火及發(fā)展特征的影響，揭示氣體組分及濃度對火焰形成與發(fā)展、典型物種分布及火焰溫度分布等方面的影響。
 
1. 試驗(yàn)裝置介紹

試驗(yàn)在一臺(tái)高溫、高壓定容燃燒彈中進(jìn)行，試驗(yàn)裝置原理示意見圖1。定容燃燒彈的有效容積為12 L，4個(gè)完全貫通的可視化窗口均勻分布于容彈4個(gè)側(cè)面。其中，一個(gè)窗口上安裝有效直徑為100 mm的JSG1高紫外石英材料制作的視窗，其他3個(gè)窗口放置黑色金屬塊。定容燃燒彈底部裝有電熱絲，可將內(nèi)部封閉的環(huán)境氣體加熱到目標(biāo)溫度。噴油器位于容彈頂蓋中心，豎直方向上距離噴油器噴嘴10、50和90 mm 處安裝3個(gè)熱電偶，用來測量可視化區(qū)域中環(huán)境氣體溫度。由于不同熱電偶之間測量溫度差異小于20 K，所以近似認(rèn)為整個(gè)封閉空間內(nèi)氣體溫度分布均勻，并把與豎直方向上距離噴嘴50 mm 處的熱電偶溫度測量結(jié)果作為容彈內(nèi)的環(huán)境溫度值。
圖1 定容燃燒系統(tǒng)示意
定容燃燒彈的進(jìn)/排氣口位于彈體底部，采用高壓氣瓶向彈體內(nèi)充氣，高壓氣瓶內(nèi)裝有預(yù)先制備的指定氣體比例的混合氣，氧氣體積分?jǐn)?shù)誤差小于0.5％。試驗(yàn)采用Bosch高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，噴射壓力調(diào)節(jié)范圍為60～160 MPa。采用單孔噴油器便于對單一油束開展測量，噴孔直徑為0.14 mm。燃油噴射信號(hào)同時(shí)觸發(fā)一臺(tái)延遲觸發(fā)器(DG535，Stanford，USA)，通過調(diào)整DG535的信號(hào)延遲觸發(fā)時(shí)間，采集不同噴油時(shí)刻的火焰圖像。
筆者采用火焰自發(fā)光高速攝像技術(shù)、OH化學(xué)發(fā)光成像技術(shù)和雙色法火焰測量技術(shù)等技術(shù)開展試驗(yàn)，詳細(xì)信息可參閱源文獻(xiàn)[1]，此處不再贅述。

2. 結(jié)果分析

2.1 柴油噴霧燃燒火焰自發(fā)光特征
圖2示出環(huán)境溫度為800 K、環(huán)境壓力為4 MPa及光圈為f/16 時(shí)10%～40%氧體積分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)柴油噴霧燃燒火焰自發(fā)光圖像。圖像上方的時(shí)間表示距離噴射起始時(shí)刻的時(shí)間間隔，噴油器噴嘴位于每幅圖片左邊框中點(diǎn)處。O2體積分?jǐn)?shù)大于30%時(shí)，曝光時(shí)間設(shè)置為4.10 μs。當(dāng)O2體積分?jǐn)?shù)不超過21%時(shí)，為了得到清晰的噴霧火焰圖像，15%和21%氧體積分?jǐn)?shù)的曝光時(shí)間設(shè)置為6.94 μs，10%氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)設(shè)置為20.00 μs。
圖2 不同氧體積分?jǐn)?shù)下火焰自發(fā)光單次試驗(yàn)
 
圖2a所示氧體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí)燃燒初始階段發(fā)生在噴油結(jié)束之后，滯燃期最長。主要由于環(huán)境氣體中的氧氣與燃料分子碰撞幾率的降低限制了燃料的燃燒速率，因而相比于15%氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)，10%氧體積分?jǐn)?shù)下火焰位置更靠近噴霧下游直至超出視窗范圍，火焰區(qū)域也更加寬廣。火焰自發(fā)光亮度包括化學(xué)發(fā)光和碳煙輻射發(fā)光，碳煙輻射強(qiáng)度一般比化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。氧體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí)采用的曝光時(shí)間約是氧體積分?jǐn)?shù)為15%時(shí)的3倍。較低的火焰溫度以及較長的預(yù)混持續(xù)時(shí)間使10%氧體積分?jǐn)?shù)下的碳煙生成量遠(yuǎn)少于15%。當(dāng)氧體積分?jǐn)?shù)升高至21%時(shí)，更多氧氣被卷吸進(jìn)入噴霧的火焰浮起區(qū)域，火焰浮起長度縮短，因而碳煙的初始形成位置向噴霧火焰的上游遷移。
當(dāng)氧體積分?jǐn)?shù)由21%上升至40%時(shí)，火焰前端的半球形碳煙頭部區(qū)域變小，火焰更加明亮。如果采用相同曝光時(shí)間，相比于30%氧體積分?jǐn)?shù)，21%氧體積分?jǐn)?shù)條件下火焰自發(fā)光亮度值更低。40%氧體積分?jǐn)?shù)下部分區(qū)域開始出現(xiàn)飽和像素點(diǎn)，火焰前鋒出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象。主要由于氧體積分?jǐn)?shù)升高使得火焰前鋒湍流運(yùn)動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)放熱的相互作用加劇，準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時(shí)期柴油噴霧火焰前鋒的不穩(wěn)定性增加。
 
2.2 稀釋氣體組分對柴油噴霧燃燒的影響
 
圖3為3種不同稀釋氣體時(shí)火焰自發(fā)光單次試驗(yàn)。稀釋氣體分別為Ar、N2 和CO2，氧體積分?jǐn)?shù)為30%。環(huán)境壓力為4 MPa，環(huán)境溫度為800 K，光圈選用f/16。3 種稀釋氣體間摩爾熱容順序?yàn)镃O2＞N2＞Ar，因而CO2、N2和Ar熱作用對火焰自發(fā)光亮度的影響呈遞減趨勢。Ar 作稀釋氣體時(shí)火焰自發(fā)光亮度最高，CO2作稀釋氣體時(shí)火焰自發(fā)光亮度最低。CO2的熱作用影響了燃料蒸發(fā)以及與氧氣混合，減慢了燃燒初期燃料的反應(yīng)速率，因而與其他稀釋氣體相比，CO2作稀釋氣體時(shí)碳煙初始形成位置更靠近噴霧下游，火焰長度最短。30%氧體積分?jǐn)?shù)條件下，O2-CO2作環(huán)境氣體時(shí)噴霧火焰前鋒出現(xiàn)了劇烈波動(dòng)，這可能是由于CO2 摩爾熱容較高，釋放相同熱量時(shí)溫度升高速率減慢，燃料分子與穿過擴(kuò)散火焰面的氧原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程延長，使火焰更容易受到湍流擾動(dòng)的影響。
圖3 3種稀釋氣體條件下火焰自發(fā)光單次試驗(yàn)
 
圖4為低氧體積分?jǐn)?shù)下火焰自發(fā)光單次試驗(yàn)，環(huán)境溫度和環(huán)境壓力分別設(shè)置為800 K和4 MPa，稀釋氣體為Ar 和N2，氧體積分?jǐn)?shù)為10%、15%和21%。為了獲得清晰的柴油噴霧燃燒火焰發(fā)展過程圖，相機(jī)拍攝參數(shù)設(shè)置如表1所示。環(huán)境氣體分別為21%O2＋79%N2、21%O2＋79%Ar 和15%O2＋85%Ar 時(shí)曝光時(shí)間均為6.94 μs，環(huán)境氣體為15%O2＋85%N2 和10%O2＋90%Ar 時(shí)曝光時(shí)間均為20.00 μs。當(dāng)環(huán)境氣體為10%O2＋90%N2時(shí)柴油噴霧燃燒過程極其微弱，因而采用最大光圈為f/1.4 拍攝柴油噴霧火焰著火過程，其余環(huán)境氣體下相機(jī)光圈均設(shè)置為f/16。
表1 相機(jī)拍攝參數(shù)
 
圖4 火焰自發(fā)光單次試驗(yàn)
 
圖4所示在相同氧體積分?jǐn)?shù)下，與Ar相比，N2作稀釋氣體時(shí)柴油噴霧著火位置更靠近噴霧下游，準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)階段火焰前鋒已經(jīng)超出可視化范圍。由于N2具有較高摩爾熱容，導(dǎo)致其著火階段具有較低放熱量，溫度升高速率減慢，影響了滯燃期和著火位置。盡管環(huán)境氣體為15%O2＋85%N2時(shí)所采用的曝光時(shí)間遠(yuǎn)大于15%O2＋85%Ar，但15%O2＋85%N2條件下火焰自發(fā)光亮度仍較低。相同氧體積分?jǐn)?shù)下，N2 作為稀釋氣體火焰自發(fā)光亮度明顯低于Ar。這是由于N2較高的摩爾熱容導(dǎo)致局部火焰溫度較低，減少了碳煙的生成。除環(huán)境氣體為10%O2＋90%N2外，其余氧體積分?jǐn)?shù)下N2和Ar作為稀釋氣體時(shí)柴油噴霧火焰具有相似的規(guī)律：隨氧體積分?jǐn)?shù)升高，火焰頭部區(qū)域減小，碳煙初始形成位置向噴霧上游移動(dòng)。10%O2＋90%N2條件下光圈調(diào)至最大才能觀察到極其微弱的柴油噴霧燃燒過程。在噴油結(jié)束后，首先出現(xiàn)微弱的藍(lán)色化學(xué)發(fā)光，可能是由于較高摩爾熱容導(dǎo)致過長的油、氣混合時(shí)間，形成了幾乎沒有碳煙生成的低當(dāng)量比區(qū)域。噴油結(jié)束后5 ms，局部較高當(dāng)量比區(qū)域溫度升高，導(dǎo)致少量碳煙生成。低氧體積分?jǐn)?shù)下，柴油噴霧火焰著火和發(fā)展過程對不同稀釋氣體的熱作用更敏感。
 
2.3 低氧體積分?jǐn)?shù)下柴油噴霧火焰發(fā)展及碳煙分布
采用OH自發(fā)光成像以及雙色測溫法，對準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的柴油噴霧火焰開展深入研究，分析低氧體積分?jǐn)?shù)(O2 體積分?jǐn)?shù)小于21%)時(shí)不同稀釋氣體對火焰溫度場以及一些典型物種分布的影響。高氧體積分?jǐn)?shù)下OH與碳煙受篇幅所限，將在進(jìn)一步研究中進(jìn)行分析。圖5為低氧體積分?jǐn)?shù)Ar 和N2作為稀釋氣體時(shí)OH自發(fā)光成像結(jié)果，環(huán)境溫度為800 K，環(huán)境壓力為4 MPa。圖5左邊界中心處為噴油器位置，白色虛線表示火焰浮起長度的位置。之前研究表明，燃料和環(huán)境氣體在擴(kuò)散火焰上游混合，火焰浮起長度附近形成預(yù)混反應(yīng)區(qū)，甲醛等預(yù)混燃燒產(chǎn)物在火焰浮起長度上游區(qū)域形成，在火焰浮起長度下游區(qū)域被消耗。在噴霧火焰燃燒準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)階段，火焰浮起長度顯著影響碳煙形成：噴嘴下方的燃料霧化蒸發(fā)后與火焰浮起長度上游區(qū)域卷吸進(jìn)入噴霧的氧氣混合，之后混合氣進(jìn)入火焰浮起長度下游的預(yù)混反應(yīng)區(qū)發(fā)生反應(yīng)。隨著火焰浮起長度增長，燃燒區(qū)域上游卷吸進(jìn)入噴霧火焰的氧氣量增多，因此，火焰浮起長度下游預(yù)混燃燒區(qū)域的當(dāng)量比減小，從而降低了火焰下游碳煙的生成量。
圖5 羥基自發(fā)光成像結(jié)果
圖6 火焰浮起長度隨氧體積分?jǐn)?shù)的變化
圖6為Ar 和N2作為稀釋氣體時(shí)火焰浮起長度隨氧體積分?jǐn)?shù)的變化。試驗(yàn)條件是：環(huán)境溫度為800 K，環(huán)境壓力為4 MPa，噴孔直徑為0.14 mm，噴油壓力為100 MPa。當(dāng)環(huán)境氣體為空氣時(shí)，柴油噴霧火焰的火焰浮起長度平均值為51.71 mm，隨氧體積分?jǐn)?shù)降低，火焰浮起長度平均值顯著增大，15%氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)為59.62 mm，10%氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)為78.99 mm。使用Ar 作稀釋氣體替代N2 后，在氧體積分?jǐn)?shù)為21%、15%和10%時(shí)火焰浮起長度平均值分別下降至24.22、37.78 和57.15 mm。隨氧體積分?jǐn)?shù)降低，不同試驗(yàn)次數(shù)間的火焰浮起長度差異增大。當(dāng)環(huán)境氣體中氧體積分?jǐn)?shù)升高時(shí)，噴嘴附近卷吸進(jìn)入噴霧體內(nèi)的氧氣量增加，燃燒預(yù)混反應(yīng)區(qū)向噴霧上游移動(dòng)，火焰浮起長度縮短。10%O2＋90%N2 條件下火焰浮起長度過長，視窗范圍內(nèi)火焰上游卷吸進(jìn)入大量環(huán)境氣體，同時(shí)N2 的熱作用使得燃燒反應(yīng)溫度升高速率過慢，結(jié)合圖5 可知，在火焰浮起長度下游形成了幾乎沒有碳煙生成的低當(dāng)量比區(qū)域，但同時(shí)也降低了著火穩(wěn)定性。相同氧體積分?jǐn)?shù)條件下，使用Ar替代N2 后火焰浮起長度顯著縮短。主要原因之一是Ar 摩爾熱容較低，燃料反應(yīng)釋放相同熱量時(shí)周圍環(huán)境氣體溫度升高量大，有利于燃料蒸發(fā)以及與氧氣混合，同時(shí)加快了燃燒初期燃料的反應(yīng)速率，使火焰浮起長度縮短。此外Ar 分子量(39.948)大于N2的分子量(28.013)，尤其在氧體積分?jǐn)?shù)較低時(shí)，Ar 作稀釋氣體使得環(huán)境氣體密度顯著增大，加快了燃料霧化及蒸發(fā)速率，有利于燃料分子與火焰浮起區(qū)域卷吸進(jìn)入噴霧的O2混合。因此，在低氧體積分?jǐn)?shù)下Ar 能夠有效地提升柴油噴霧火焰的著火穩(wěn)定性，更適合在極端低氧體積分?jǐn)?shù)下使用。
圖7 柴油噴霧火焰溫度分布
圖8 柴油噴霧火焰KL因子分布
圖7和圖8為雙色法得到的低氧體積分?jǐn)?shù)下不同稀釋氣體柴油噴霧火焰的溫度分布和KL 因子分布。圖中左上方小圓點(diǎn)標(biāo)記了噴油器的位置，此處僅展示了噴霧火焰半側(cè)圖像。圖中火焰溫度即是碳煙火焰溫度。由于10%O2＋90%N2 條件下幾乎沒有碳煙生成，因而無法由雙色法測算碳煙火焰溫度及KL 因子分布。當(dāng)柴油噴霧進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí)，火焰前鋒已經(jīng)超出視窗范圍，火焰溫度較高的區(qū)域位于火焰外部側(cè)面以及火焰下游接近火焰前鋒的區(qū)域，主要因?yàn)樵谶@些區(qū)域燃料當(dāng)量比接近于1，大量碳煙遷移至此處被環(huán)境氣體中的O2 氧化，釋放大量熱量，導(dǎo)致火焰溫度較高。相比于N2，相同氧體積分?jǐn)?shù)下Ar作為稀釋氣體火焰溫度整體上升，火焰浮起長度縮短，碳煙初始形成位置向火焰上游移動(dòng)。隨氧體積分?jǐn)?shù)降低，視窗范圍內(nèi)的碳煙區(qū)域長度縮短，噴霧下游附近的火焰范圍更加寬廣。
 
柴油噴霧KL 因子分布與火焰溫度分布呈現(xiàn)相反的趨勢。圖8示出除環(huán)境氣體為15%O2＋85%N2和10%O2＋90%Ar 外，KL因子較高的區(qū)域出現(xiàn)在火焰中游內(nèi)部，主要由于此區(qū)域內(nèi)燃料當(dāng)量比較高，火焰溫度相對較低，噴霧火焰上游生成的碳煙遷移至此的過程中不斷生長。隨著火焰中游內(nèi)部的碳煙向火焰前鋒和火焰外部遷移，環(huán)境氣體中更多氧氣參與燃燒，局部當(dāng)量比降低，大量碳煙被迅速氧化消耗，導(dǎo)致火焰下游靠近火焰前鋒區(qū)域以及火焰外部側(cè)面的KL因子較低。
 
結(jié)合圖6中火焰浮起長度進(jìn)一步分析低氧體積分?jǐn)?shù)下稀釋氣體組分對柴油噴霧火焰碳煙生成和火焰溫度的影響。15%O2＋85%N2和10%O2＋90%Ar 條件下，由于火焰浮起長度過長，大量空氣卷吸進(jìn)入火焰浮起長度附近區(qū)域，同時(shí)火焰整體溫度較低，火焰上游形成了低溫、低當(dāng)量比區(qū)域，不利于碳煙的生成與發(fā)展，因而KL 因子整體較小。隨氧體積分?jǐn)?shù)降低，一方面火焰浮起長度增大，更多環(huán)境氣體卷吸進(jìn)入噴霧上游區(qū)域，同時(shí)氧氣比例降低減少了局部當(dāng)量比，滿足碳煙生成條件的位置向噴霧下游移動(dòng)；另一方面火焰下游靠近火焰前鋒區(qū)域和火焰外部側(cè)面的氧氣比例下降，火焰內(nèi)部生成的碳煙需要遷移至更遠(yuǎn)才能被氧化消耗，噴霧下游區(qū)域火焰范圍更加寬廣。Ar相比于N2，火焰浮起長度顯著縮短，火焰浮起長度上游預(yù)混區(qū)域當(dāng)量比較高，相同氧體積分?jǐn)?shù)下整體火焰溫度上升，因此，火焰內(nèi)部更適于碳煙的生成和發(fā)展，火焰中游內(nèi)部出現(xiàn)了局部碳煙濃區(qū)，O2＋Ar條件下火焰中游內(nèi)部的碳煙濃區(qū)分布更廣。
圖9 雙色法得到的像素平均KL因子和像素平均火焰溫度隨氧體積分?jǐn)?shù)的變化
圖9為雙色法得到的火焰圖像統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果，不同稀釋氣體像素平均KL因子、像素平均火焰溫度隨氧體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢?？芍?，隨氧體積分?jǐn)?shù)升高，像素平均KL因子和像素平均溫度值均升高。氬氣作稀釋氣體時(shí)，10%、15%和21%氧體積分?jǐn)?shù)下像素平均火焰溫度分別為1 997、2 358 和2 440 K，像素平均KL 因子分別為0.13、0.17 和0.29。相同氧體積分?jǐn)?shù)下Ar 像素平均火焰溫度和像素平均KL因子均高于N2(15%氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)平均火焰溫度和平均KL 因子分別為1 886 K和0.13；21%氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)分別為2 149 K 和0.15)。這主要由于Ar 摩爾熱容較小，燃料分解階段的溫度下降速率減慢，著火階段的溫度升高速率增加。雖然15%O2＋85%N2環(huán)境氣體中氧氣比例高于10%O2＋90%Ar，環(huán)境氣體中更多氧氣卷吸進(jìn)入噴霧上游區(qū)域，但是N2 較高摩爾熱容影響了燃料蒸發(fā)以及與氧氣混合，減慢了燃燒初期燃料的反應(yīng)速率，結(jié)合圖6可知，氧氣比例和摩爾熱容的耦合作用使得兩種情況下火焰浮起長度相近。環(huán)境氣體中的氧氣比例和稀釋氣體的熱作用綜合影響了燃料的著火以及火焰發(fā)展過程，導(dǎo)致10%O2＋90%Ar 條件下平均火焰溫度高于15%O2＋85%N2，像素平均KL因子均為0.13。

3. 結(jié)論

(1) 10%～40%氧體積分?jǐn)?shù)內(nèi)，隨氧體積分?jǐn)?shù)升高，柴油噴霧火焰自發(fā)光亮度增強(qiáng)，火焰寬度減小，碳煙初始形成位置向火焰上游遷移；40%氧體積分?jǐn)?shù)下O2-Ar 噴霧火焰前鋒出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象。
(2) 使用CO2、N2和Ar作稀釋氣體時(shí)火焰自發(fā)光亮度呈遞增趨勢，CO2火焰長度最短，火焰頭部的碳煙氧化區(qū)域更靠近噴霧上游；30%氧體積分?jǐn)?shù)條件下，O2-CO2 作環(huán)境氣體時(shí)噴霧火焰前鋒出現(xiàn)了劇烈波動(dòng)；在低氧體積分?jǐn)?shù)條件下，N2 作稀釋氣體火焰自發(fā)光亮度明顯低于Ar；10%O2＋90%N2條件下燃燒火焰主要是微弱的藍(lán)色化學(xué)發(fā)光。
(3) 隨氧體積分?jǐn)?shù)升高，火焰浮起長度增加，O2-N2在10%、15%和21%氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)平均火焰浮起長度分別為78.99、59.62和51.71 mm，使用Ar替代N2作為稀釋氣體后對應(yīng)氧體積分?jǐn)?shù)下的平均火焰浮起長度顯著縮短至57.15、37.18 和24.22 mm；10%O2＋90%N2條件下火焰浮起長度過長，降低了著火穩(wěn)定性；極端低氧體積分?jǐn)?shù)下Ar作稀釋氣體能夠有效地提升柴油噴霧火焰的著火穩(wěn)定性。
(4) 火焰溫度較高的區(qū)域位于火焰外部側(cè)面以及火焰下游接近火焰前鋒的區(qū)域，KL 因子較高的區(qū)域出現(xiàn)在火焰中游內(nèi)部；隨氧氣比例降低，噴霧下游區(qū)域火焰范圍更加寬廣；Ar替代N2后整體火焰溫度上升，火焰中游內(nèi)部的碳煙濃區(qū)分布更廣。
(5) 相同氧體積分?jǐn)?shù)下Ar作稀釋氣體時(shí)像素平均火焰溫度和像素平均KL因子均高于N2作為稀釋氣體的結(jié)果，分別由15%氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)的1 886 K和0.13 上升至2 358 K和0.17，21%氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)的2 149 K和0.15上升至2 440 K和0.29；氧氣比例和稀釋氣體的熱作用綜合影響了燃料的著火以及火焰發(fā)展過程。

文獻(xiàn)來源
[1]易文韜,豐 雷,王 煜,等.稀釋氣體組分和濃度對柴油噴霧燃燒特征影響[J].內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào),2021,(01):1-10.
 
學(xué)報(bào)簡介
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