《實際發動機燃料的高壓噴射湍流燃燒實驗與機理研究》是依託西安交通大學，由胡二江擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：實際發動機燃料的高壓噴射湍流燃燒實驗與機理研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：胡二江
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目緊扣“面向發動機的湍流燃燒基礎研究”重大研究計畫指南中的第二個科學問題——受限空間內複雜湍流和燃燒的相互作用，以實際發動機燃料（甲烷、氫氣、汽油和航空煤油）為研究對象，利用西安交通大學層流/湍流燃燒實驗平台結合高速攝像紋影測試技術，通過實驗測量和理論分析，開展先進發動機研發過程中所急需的高壓燃燒化學反應動力學、湍流燃燒實驗數據和湍流與化學反應的相互作用機理的研究，構建高溫高壓湍流燃燒模型。本研究將填補高壓條件下實際發動機燃料的層流/湍流火焰速率實驗數據的空白，闡明不同初始參數對湍流燃燒火焰動力學的影響機理，對深層次理解高壓下湍流與燃燒化學反應的耦合作用和高壓火焰穩定性有重要理論價值，為先進發動機的設計和研發提供重要理論支撐，具有很強的基礎性和前沿性。研究工作將促進我國湍流燃燒和發動機基礎燃燒研究水平的整體提升，支撐國家在內燃機、燃氣輪機和航空發動機領域的科技進步與創新。
結題摘要
本項目以發動機燃燒室封閉空間內湍流與燃燒的相互作用為研究背景，以發動機燃料（甲烷、氫氣、汽油和航空煤油及其替代物）為研究對象，利用西安交通大學燃燒與著火實驗平台結合高速攝像紋影測試技術開展了以下研究內容：（1）通過燃燒彈和激波管測量了實際發動機燃料的層流燃燒速率和著火延遲期實驗數據，最佳化了其化學反應動力學模型；（2）通過燃燒彈實驗開展了不同初始條件下的實際發動機燃料的點火特性，並給出了點火成功率的擬合關係式，闡明了不同初始條件對燃料點火成功率和最小點火能量的規律；（3）實驗開展了不同湍流強度下發動機燃料的火焰傳播特性和燃燒特性，分析了湍流與燃燒的相互作用機理。本研究完善了實際發動機燃料的點火特性、層流/湍流燃燒速率和著火延遲期實驗數據，闡明了不同初始參數對湍流燃燒火焰動力學的影響機理，對加深理解湍流與燃燒化學反應的耦合作用和火焰穩定性有重要理論價值，對先進發動機的設計和研發具有一定的工程套用價值。項目負責人注重國際和國內交流，項目執行期間多次參加國際和國內學術會議，研究成果共發表期刊論文22篇，其中SCI論文20篇，中文核心期刊EI論文2篇，論文發表在《Proceedings of the Combustion Institute》、《Fuel》、《Energy & Fuels》等國際期刊上。培養博士生3名，碩士生2名。在執行項目期間，項目負責人胡二江獲得國家自然科學二等獎一項（內燃機低碳燃料的互補燃燒調控理論及方法，項目負責人胡二江排名第3，2015年）；項目研究成果支撐了項目負責人胡二江獲得西安青年科技人才獎（2016年）、陝西省青年科技新星（2017年）和第一屆中國動力工程學會青年科技獎（2017年）。研究成果對於提升我國在相關學術領域的國際影響力起到了一定的促進作用，為項目負責人的後續科學研究打下了堅實的基礎。
