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高效清洁燃烧

摘要

氢气是一种清洁的无碳能源，是未来内燃机实现碳中和的重要替代能源之一，在较稀浓度时，氢空混合气的层流火焰速度与汽油和甲烷相当，预燃室式射流点火是一项可以提高燃烧速率以提高氢内燃机循环效率的有效技术途径。同时，内燃机的传热量占据了很大的能量损失比例，且由于燃料特性不同，氢空火焰的传热不同于石化燃料。因此，本文基于容弹试验平台，测试了某6孔船用预燃室射流点火时氢空混合气的氢空混合气火焰的热流特性，对比了1bar和3bar初始压力下不同浓度混合气的预燃室滞燃时间，探索了不同浓度下容弹内燃烧压力和热流峰值的变化规律。研究发现，预燃室滞燃时间随着浓度的增加而减小，燃烧压力峰值随浓度增大而增大。当混合气浓度由稀燃极限增大至1.2时，1bar和3bar初始压力热流峰值分别增大100倍和138倍；另外，在不同浓度区间内，滞燃时间、燃烧压力和热流峰值随浓度的变化速率不同，在稀燃极限到0.4浓度区间和浓度大于当量比区间内，热流峰值随浓度增大的速率较小，而在0.4浓度到当量比浓度区间内，热流峰值随浓度增大的速率较大。本研究初步测试了初始压力和浓度对氢空混合气火焰热流特性的影响，为氢空混合气的传热特性研究提供了数据基础，也为氢空混合气传热模型的研究提供了检核和验证的实验数据支撑。

关键词

船用预燃室;氢空火焰;滞燃时间;热流特性

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