Figure 1
Experimental setup for optical measurements with bottom field of view of the combustion chamber.
Cycle-resolved flame visualization was performed using an Optronis model CamRecord 5000 high-speed camera (Optronis GmbH, Kehl, Germany). It was a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) monochrome image sensor; its full chip dimension was 512 × 512 pixel, and the pixel size was 16 × 16 μm. The camera A/D conversion was 8 bit, and the spectral range extended from 390 to 900 nm. The camera was equipped with a 50-mm focal Nikon lens (Nikon UK Ltd., Surrey, England); a camera region of interest was selected (480 × 480 pixel) to obtain the best match between spatial and temporal resolution. All the images are a line-of-sight average. The optical assessment allowed a spatial resolution in a 2D field of view around 120 μm/pixel. The exposure time was fixed at 10 μs, and the frame rate was 5,392 fps. In this work, the optical measurements were performed during 100 consecutive engine cycles after an engine warm up under motored conditions and 100 fired cycles. National Instruments LabVIEW acquisition system driven by an optical encoder with 0.2 crank angle degree resolution recorded the TTL signals from the high-speed camera acquisitions and the pressure transducer. In this way, it was possible to determine the crank angles at which the optical measurements were carried out. Finally, to quantify the variability of indicated work per cycle, the COVIMEP was calculated.
In-house LabVIEW numerical procedures were applied for the retrieving of the optical data. The 8-bit gray-scale images were converted to numerical matrices. In this way, it was possible to evaluate the luminous signals locally or as integral on the whole combustion chamber. In a second procedure, a threshold was applied to each image. On the resulted binary images, a morphology function able to evaluate the mean radius of the flame front as distance between the combustion chamber center and the outline of the flame was applied.
Combustion tests were carried out using, as baseline fuel, the commercial gasoline; moreover, two blends with the volume of 20% and of 40% n-butanol with gasoline were tested. The blends were indicated in the following as BU20 and BU40, respectively. The main properties of the two fuels are reported in Table 2. Finally, steady-state measurements of HC, NOx and soot were performed in the undiluted exhaust. Gaseous emissions were measured by an AVL Digas 4000 (AVL DiTEST, Graz, Austria) equipped with an electrochemical sensor for NOx and nondispersive infrared analyzers for HC. Smoke was measured by a part flow opacimeter (AVL Opacimeter 439). The opacity can be directly correlated to the particulate mass concentration [15].
รูปที่ 1
การติดตั้งทดลองสำหรับการตรวจวัดสายตากับข้อมูลด้านล่างของมุมมองของห้องเผาไหม้.
สร้างภาพเปลวไฟรอบการแก้ไขที่ได้ดำเนินการโดยใช้รูปแบบการ Optronis CamRecord 5000 กล้องความเร็วสูง (Optronis GmbH, Kehl, เยอรมนี) มันเป็นเหล็กออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์ (CMOS) เซ็นเซอร์รับภาพขาวดำ; มิติชิปเต็มของมันคือ 512 × 512 พิกเซลและขนาดพิกเซลเป็น 16 × 16 ไมโครเมตร กล้อง / D แปลงเป็น 8 บิตและช่วงสเปกตรัมขยาย 390-900 นาโนเมตร กล้องพร้อมกับ 50 มมโฟกัสเลนส์นิคอน (Nikon UK Ltd. , เซอร์เรย์อังกฤษ); ภูมิภาคกล้องที่น่าสนใจได้รับการคัดเลือก (480 × 480 พิกเซล) ที่จะได้รับการจับคู่ที่ดีที่สุดระหว่างความละเอียดเชิงพื้นที่และเวลา ภาพทุกภาพที่เป็นเส้นค่าเฉลี่ยสายตา การประเมินออปติคอลได้รับอนุญาตละเอียดเชิงพื้นที่ในสนาม 2D ในมุมมองของประมาณ 120 ไมครอน / พิกเซล เวลารับแสงคงที่ 10 ไมโครวินาทีและอัตราเฟรมเป็น 5,392 เฟรมต่อวินาที ในงานนี้วัดแสงได้ดำเนินการในช่วง 100 รอบเครื่องยนต์ติดต่อกันหลังจากที่เครื่องยนต์อุ่นขึ้นภายใต้เงื่อนไข motored และ 100 รอบยิง แห่งชาติระบบเครื่องมือการซื้อกิจการ LabVIEW ขับเคลื่อนโดย encoder แสงที่มีความละเอียด 0.2 ข้อเหวี่ยงองศาบันทึกสัญญาณ TTL จากการเข้าซื้อกิจการของกล้องความเร็วสูงและแปลงสัญญาณแรงดัน ด้วยวิธีนี้มันเป็นไปได้ในการกำหนดมุมหมุนที่วัดแสงได้ดำเนินการ ในที่สุดปริมาณความแปรปรวนของการทำงานที่ระบุต่อวงจร, COVIMEP ที่คำนวณได้.
LabVIEW ในบ้านวิธีการเชิงตัวเลขถูกนำไปใช้สำหรับการดึงข้อมูลออปติคอล 8 บิตภาพสีเทาขนาดถูกแปลงให้การฝึกอบรมเชิงตัวเลข ด้วยวิธีนี้มันเป็นไปได้ในการประเมินสัญญาณการส่องสว่างในประเทศหรือเป็นหนึ่งในห้องเผาไหม้ทั้งหมด ในขั้นตอนที่สองเกณฑ์ถูกนำไปใช้กับภาพแต่ละภาพ ในภาพไบนารีผลฟังก์ชันสัณฐานสามารถประเมินรัศมีเฉลี่ยของหน้าเปลวไฟเป็นระยะทางระหว่างใจกลางห้องเผาไหม้และร่างของเปลวไฟถูกนำไปใช้.
การทดสอบการเผาไหม้ได้ดำเนินการใช้เป็นเชื้อเพลิงพื้นฐานน้ำมันเบนซินในเชิงพาณิชย์ นอกจากนี้ทั้งสองผสมที่มีปริมาณ 20% และ 40% n-butanol กับน้ำมันเบนซินได้มีการทดสอบ ผสมถูกระบุไว้ในต่อไปนี้เป็น BU20 BU40 และตามลำดับ คุณสมบัติหลักของทั้งสองเชื้อเพลิงจะมีการรายงานในตารางที่ 2 ในที่สุดวัดความมั่นคงของรัฐ HC, NOx และเขม่าได้ดำเนินการในไอเสียเจือปน การปล่อยก๊าซถูกวัดโดย AVL Digas 4000 (AVL DiTEST, กราซ, ออสเตรีย) พร้อมกับเซนเซอร์ไฟฟ้าสำหรับ NOx และวิเคราะห์อินฟราเรด nondispersive สำหรับ HC ควันโดยวัดจากส่วน opacimeter ไหล (AVL Opacimeter 439) ความทึบแสงสามารถมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเข้มข้นของมวลอนุภาค [15]
การแปล กรุณารอสักครู่..
