1.燃料液滴高速对流燃烧相关理化现象及其影响机理研究
航空涡轮发动机燃烧的基础,是大分子碳氢燃料液滴在高温高速气液两相流中,多物理场量与液滴变形、破碎、蒸发、传质、湍流燃烧等多物理、化学过程耦合作用下的湍流扩散燃烧。现阶段对于燃料液滴在高温高速气流中的湍流燃烧机理研究还十分欠缺。本研究利用微型风洞内形成高温高速流场,模拟航空发动机燃烧室内燃油喷射时液滴与空气相对运动的速度和温度条件,系统地对航空煤油及C10-C16碳氢单质燃料液滴在高温高速气流中燃烧时存在的气动变形、表面蒸发、蒸气扩散、扩散燃烧、液滴群燃烧等各连续理化过程进行深入、量化研究,探索各子阶段的理化现象特征规律及其主要影响因素,明确理化现象特征参数与环境参数之间的函数关系。阐明航空发动机燃烧室内温度和流动等极端条件下,流速、湍流度和温度等场量参数与燃料物性对燃料液滴湍流燃烧耦合作用的机理。研究对丰富气液两相流基础燃烧理论和认识航空发动机不稳定燃烧机制均具有重要理论意义。
2.甲醇汽车高效清洁燃烧与排放控制关键技术的研究
针对甲醇汽车大范围推广急需解决的关键技术问题,开展甲醇燃料的基础燃烧特性研究;研究进气道 甲醇喷射/缸内直喷喷雾空间气体流动与温度场变化时空变化特性;研究甲醇汽车甲醛等非常规污染物排放 特性,并提出控制措施;我国甲醇生产主要原料是煤炭,研究甲醇(煤基)汽车全生命周期能耗与碳排放; 甲醇汽化潜热很高,针对甲醇汽车低温环境无法正常起动的问题,研究开发低温冷起动装置。突破并掌握甲 醇清洁燃料发动机和汽车节能减排关键技术,不仅推动清洁替代燃料车辆的发展,还可以为在用车的节能减 排技术改造升级提供理论和技术支撑,为雾霾防控做出贡献。