汽油機(jī)不穩(wěn)定工況時(shí)可燃混合氣淬熄機(jī)理和排放的研究

闡明了汽油機(jī)碳?xì)溆泻ε欧盼锏男纬蓹C(jī)理及主要影響因素。發(fā)展和改進(jìn)了汽油機(jī)碳?xì)渖珊团欧诺念A(yù)測(cè)模型。系統(tǒng)研究了影響發(fā)動(dòng)機(jī)碳?xì)渑欧诺囊蛩?。建立了低污染發(fā)動(dòng)機(jī)最佳頂岸間隙寬度概念。搞清了怠速和冷起動(dòng)工況時(shí)汽油機(jī)碳?xì)渥兓?guī)律及主要影響因素。研究了怠研究了怠速和冷起動(dòng)工況時(shí)燃燒與碳?xì)渑欧胖g的關(guān)系。研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，研究工作對(duì)降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物和保護(hù)大氣環(huán)境以及揭示發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物生成規(guī)律有重要的科學(xué)意義，有重要的社會(huì)效益和潛在的應(yīng)用價(jià)值。 2100433B

首先建立完善的汽油機(jī)加速瞬態(tài)工況動(dòng)態(tài)模型，包括進(jìn)排氣特征模型、油膜蒸發(fā)模型等。然后模擬汽油機(jī)實(shí)際工作時(shí)的加速狀態(tài)，對(duì)其燃燒特性進(jìn)行試驗(yàn)研究。研究汽油機(jī)加速瞬態(tài)工況下的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)及其變化率與燃燒參數(shù)的關(guān)系；探討燃燒參數(shù)的瞬態(tài)特性；研究汽油機(jī)加速瞬態(tài)工況下的進(jìn)氣、噴油及放熱的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；研究汽油機(jī)加速瞬態(tài)工況下排放指標(biāo)的最敏感參數(shù)（空燃比）的變化規(guī)律以及油膜變化對(duì)其影響規(guī)律。最后針對(duì)實(shí)際瞬態(tài)空燃比控制過(guò)程中，氧傳感器存在傳輸時(shí)滯，常規(guī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度慢，無(wú)法適用于實(shí)時(shí)性要求極高的瞬態(tài)空燃比控制等問(wèn)題，設(shè)計(jì)基于混沌優(yōu)化的復(fù)合自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器優(yōu)化汽油機(jī)加速瞬態(tài)空燃比，進(jìn)而研究汽油機(jī)加速瞬態(tài)工況下的燃燒規(guī)律，證實(shí)其控制方法的有效性。該項(xiàng)目旨在為尋找汽油機(jī)加速瞬態(tài)燃燒規(guī)律、優(yōu)化瞬態(tài)空燃比和降低排放奠定理論基礎(chǔ)，為提高汽油機(jī)燃油利用率，降低排放量提供新的原理和方法，具有較大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

本項(xiàng)目利用負(fù)壓下火焰鋒將展寬的特點(diǎn)，采用先進(jìn)光學(xué)手段對(duì)負(fù)壓下的層流預(yù)混火焰進(jìn)行研究。首先研究不同燃燒方式、不同混合氣組成、不同壓力下的火焰結(jié)構(gòu)，特別是得到細(xì)節(jié)的反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)，建立包含詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)的層流預(yù)混火焰模型；然后研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)下的火焰速度，特別是明晰火焰的膨脹和壓縮、拉伸和皺褶的規(guī)律及其對(duì)火焰速度的影響；最后通過(guò)實(shí)現(xiàn)層流預(yù)混火焰的自發(fā)不穩(wěn)定，測(cè)量發(fā)生不穩(wěn)定時(shí)的火焰結(jié)構(gòu)和特征參數(shù)，分析其主要影響因素，探求在考慮反應(yīng)區(qū)厚度時(shí)的火焰不穩(wěn)定機(jī)理。.本項(xiàng)目的研究將有助于深入了解層流預(yù)混火焰的反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)及其對(duì)火焰速度和穩(wěn)定性的影響，有助于加深對(duì)負(fù)壓燃燒過(guò)程的理解，為設(shè)計(jì)出高效穩(wěn)定的負(fù)壓燃燒器提供機(jī)理性認(rèn)識(shí)。

（1）回收紅焦顯熱。出爐紅焦的顯熱約占焦?fàn)t能耗的35%-40%,這部分能量相當(dāng)于煉焦煤能量的5%。采用干熄焦可回收約80%的紅焦顯熱，每熄1噸焦炭可回收3.9MPa, 450℃蒸汽0.45噸，發(fā)達(dá)國(guó)家可產(chǎn)0.6噸左右。

（2）減少環(huán)境污染。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一當(dāng)采用濕法熄焦時(shí)，每熄I噸紅焦炭就要將0.5噸含有大量酚、氰化物、硫化物及粉 塵的蒸汽拋向天空，這部分污染占煉焦對(duì)環(huán)境污染的三分之一。干熄焦則是利用惰性氣體，在密閉系統(tǒng)中將紅焦熄滅，并配備良好的除塵回收設(shè)施，對(duì)這部分排放物回收，基本上不污染環(huán)境。

其二由于干熄焦的循環(huán)惰性氣體能產(chǎn)生蒸汽，并可用于發(fā)電。可以避免生產(chǎn)相同數(shù)量蒸汽的鍋爐對(duì)大氣的污染，減少了 S0₂、CO₂向大氣的排放。對(duì)規(guī)模為100萬(wàn)噸/年 焦化廠而言，采用干熄焦，每年可以減少8萬(wàn)~10萬(wàn)噸動(dòng)力煤燃燒對(duì)大氣的污染。

（3）改善焦炭質(zhì)量，干熄焦與濕熄焦相比，焦炭N40提高3%-8%。改善0.3%~0.8%。 國(guó)際上公認(rèn)：大型髙爐采用干熄焦焦炭可使其焦比降低2%，使高爐生產(chǎn)能力提高1%。

（4）在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下，采用干熄焦可以降低強(qiáng)黏結(jié)性的焦煤、肥煤配入量 10% -20%,有利于保護(hù)資源，降低煉焦成本。