【適讀人群】
《柴油機噴霧燃燒光學診斷技術及應用》適合內燃機專業(yè)研究生系統(tǒng)學習，也適合柴油機行業(yè)研究人員及內燃機專業(yè)教師參考閱讀。
【圖書特色】
1. 匯集當前國內外柴油機噴霧燃燒光學測試技術的發(fā)展脈絡
2. 系統(tǒng)介紹實現柴油機噴霧燃燒及碳煙產生可視化的技術
3. 旨在為柴油機相關領域的學生和科研人員在實際工作過程中提供參考
柴油機以其強勁的動力性將在相當長的一段時期內，在商用車、工程機械、船舶等領域保持主要的動力地位。特別是隨著生物柴油等可再生燃料在柴油機上的應用，以及各種新型燃燒模式的大力推進，為柴油機的發(fā)展創(chuàng)造了新的活力。為了應對能源危機、滿足日益嚴格的排放法規(guī)和降低溫室氣體排放，我們必須為生產高效、超低排放的柴油機不斷努力。
應用先進光學診斷技術測量柴油機在噴霧燃燒過程中的各種參數，加深對柴油機燃燒排放過程的理解，解決發(fā)動機燃燒過程的基礎問題，可以為提高柴油機的燃燒效率、降低排放、實現可再生燃料和新型燃燒模式的應用等，提供理論指導和解決策略。國際上，歐美發(fā)達國家很早就開始了內燃機噴霧燃燒光學診斷方面的研究，在發(fā)展燃燒理論、開發(fā)計算模型，以及推動新型內燃機的研發(fā)等方面發(fā)揮了巨大的作用。我國相關高校、研究院所和企業(yè)在內燃機燃燒光學診斷方面的研究起步較晚，但近些年來獲得逐步重視，得到了快速發(fā)展。
本書從柴油機噴霧燃燒發(fā)展過程的角度，結合作者在相關領域多年的科研經驗，以及國際上的研究和應用成果，分階段介紹了經典光學診斷技術和一些近些年發(fā)展的新技術，并對作者在相關領域近些年的應用成果進行了詳細介紹，旨在為柴油機相關領域的學生和科研人員在實際工作過程中提供一些參考。
全書共分為8章。第1章為緒論部分，對本書內容背景、意義等做了簡要說明。第2章闡述了直噴式柴油機噴霧燃燒過程中涉及的物理化學過程，旨在為后續(xù)診斷技術測試目標提供基礎認識。第3章對光學診斷技術的特點、分類和光學設備等進行了初步介紹。第4章到第7章，圍繞柴油機噴霧燃燒過程的幾個階段，對非燃燒工況和燃燒工況下應用的各種光學診斷技術的原理、光路布置、優(yōu)缺點等展開了全面介紹。第8章以作者近年的科研成果為基礎，對光學診斷技術在燃燒工況下的噴霧動力學和火焰中碳煙測試方面的應用進行了詳細總結。
本書在編寫過程中得到了江蘇大學司占博博士、楊康博士，瓦倫西亞理工大學博士研究生曹嘉偉，江蘇大學碩士研究生孫中成和米永剛的支持和幫助，在此表示致謝。此外，瓦倫西亞理工大學José VicentePastor教授、José MariaGarcía-Oliver教授和Carlos Micó博士在本書撰寫中也提供了指導和寶貴意見，作者一并表示感謝。限于作者水平，書中難免存在疏漏和不足之處，敬請讀者批評指正。
前言
第1章緒論
第2章直噴式柴油機噴霧燃燒過程
2.1引言
2.2柴油機噴霧燃燒過程簡介
2.3靜態(tài)環(huán)境下柴油機噴霧燃燒過程
2.3.1霧化過程
2.3.2油氣混合和蒸發(fā)過程
2.3.3著火過程
2.3.4混合控制燃燒過程
2.4本章小結
參考文獻
第3章光學診斷技術基礎
3.1引言
3.2光學診斷技術的特點
3.2.1非接觸性
3.2.2時間分辨率
3.2.3空間分辨率
3.3光學診斷技術的分類
3.3.1基于火焰自然發(fā)光的技術
3.3.2應用傳統(tǒng)外部光源的技術
3.3.3基于激光的技術
3.4激光簡介
3.5光學元件和檢測系統(tǒng)
3.5.1透鏡
3.5.2反射鏡和分光鏡
3.5.3濾波片和擴散片
3.5.4CCD相機和CMOS相機
3.6實驗設備
3.6.1高溫、高壓燃燒彈
3.6.2光學發(fā)動機
3.7本章小結
參考文獻
第4章非燃燒狀態(tài)下噴霧形態(tài)和速度場測試
4.1引言
4.2噴霧液相長度
4.2.1米散射技術
4.2.2擴散背景光成像技術
4.3噴霧氣相輪廓
4.3.1紋影法
4.3.2紫外光消光法
4.4噴霧速度場-PIV測試技術
4.4.1基本原理
4.4.2PIV系統(tǒng)組成
4.4.3示蹤粒子
4.4.4速度提取算法
4.4.5圖像采集、計算及數據后處理
4.4.6PIV技術的應用
4.5本章小結
參考文獻
第5章非燃燒狀態(tài)下噴霧濃度場測試
5.1引言
5.2瑞利散射
5.2.1測試原理
5.2.2實驗裝置
5.2.3圖像校正
5.3平面激光誘導熒光法
5.3.1測試原理
5.3.2示蹤劑的選擇
5.3.3實驗裝置
5.3.4圖像處理及標定
5.3.5雙組分燃油濃度PLIF測試
5.4激光吸收散射法
5.4.1測試原理
5.4.2實驗裝置
5.4.3替代燃料的選取
5.4.4替代燃料的摩爾吸收系數
5.5本章小結
參考文獻
第6章著火延遲期和燃燒組分測試
6.1引言
6.2著火延遲期
6.2.1高速自然發(fā)光法
6.2.2高速紋影成像法
6.3燃燒組分
6.3.1化學熒光法和火焰浮起長度測量
6.3.2PLIF測量燃燒組分
6.4本章小結
參考文獻
第7章噴霧火焰中碳煙的光學測試
7.1引言
7.2雙色法
7.2.1基本原理
7.2.2實驗裝置
7.2.3關于和波長的選擇
7.2.4標定
7.2.5不確定性和誤差
7.2.6圖像處理
7.3激光誘導熾光法
7.3.1基本原理
7.3.2實驗裝置
7.3.3實驗標定
7.3.4誤差分析
7.4消光法
7.4.1基本原理
7.4.2連續(xù)點激光消光法
7.4.3擴散背景光消光法
7.4.4不確定性分析
7.5消光輻射結合法
7.5.1基本原理
7.5.2實驗裝置
7.5.3不確定性
7.6本章總結
附錄
參考文獻
第8章光學技術在噴霧燃燒研究方面的應用
8.1引言
8.2紋影法在燃燒工況下噴霧動力學方面的研究
8.2.1實驗設備
8.2.2實驗方案
8.2.3標準Spray A工況噴霧動力學分析
8.2.4工況變量影響分析
8.3消光輻射結合法在碳煙診斷方面的研究
8.3.1實驗設備和光路布置
8.3.2實驗方案
8.3.3單次噴射準穩(wěn)態(tài)火焰
8.3.4分段噴射策略瞬態(tài)火焰
8.4光學診斷技術在非靜態(tài)工況下對噴霧動力學和碳煙的研究
8.4.1實驗設備和光路布置
8.4.2實驗方案
8.4.3結果與討論
8.5非靜態(tài)碳煙在臨界生成條件下的光學測試研究
8.5.1實驗設備和光路布置
8.5.2實驗方案
8.5.3結果與討論
8.6本章總結
8.6.1一維噴霧模型
8.6.2均勻密度噴霧下的簡單膨脹
參考文獻
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