Abstract Polyoxymethylene dimethyl ethers (PODE) have been reported as a promising alternative fuel for the potential to reduce soot, CO and HC emissions of the diesel engine and improve the engine performance of gasoline compression ignition and dual-fuel engines. However, the fundamental data of spray and combustion characteristics of fuels with PODE are still deficient. In this study, the ignition delay, flame lift-off length (LOL) and soot distribution of diesel/PODE blends with PODE volume fraction of 0–100% were studied using high-speed OH chemiluminescence and planar laser-induced incandescence under different ambient temperature and oxygen concentration conditions. Results show that the ignition delay decreases and the flame LOL increases with the increase in PODE content. The increase in LOL is more distinct in lower ambient temperature conditions, whereas the decrease in ignition delay is relatively larger in higher temperature and lower oxygen concentration conditions. The total soot amount in the tested region decreases more than 50% and 95% when PODE volume fraction reaches 20% and 50%, respectively. When the PODE fraction is larger than 50%, nearly no soot can be observed in all the tested cases. The influence of PODE on soot reduction is more significant in higher ambient oxygen concentration and lower ambient temperature conditions. The soot distribution profile of the soot shows that the addition of PODE can not only reduce the soot formation but also accelerate the soot oxidation.

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不同环境条件下PODE/柴油混合气喷雾燃烧特性的光学研究

摘要 聚甲醛二甲醚 (PODE) 已被报道为一种很有前景的替代燃料，可以减少柴油发动机的碳烟、CO 和 HC 排放，提高汽油压燃和双燃料发动机的发动机性能。然而，PODE燃料的喷雾和燃烧特性的基本数据仍然不足。在这项研究中，使用高速 OH 化学发光和平面激光诱导白炽灯在不同环境下研究了 PODE 体积分数为 0-100% 的柴油/PODE 混合物的点火延迟、火焰提升长度 (LOL) 和烟尘分布温度和氧气浓度条件。结果表明，随着PODE含量的增加，点火延迟降低，火焰LOL增加。LOL 的增加在较低环境温度条件下更加明显，而在较高温度和较低氧浓度条件下点火延迟的减少相对较大。当 PODE 体积分数达到 20% 和 50% 时，测试区域的总烟尘量分别减少了 50% 和 95% 以上。当 PODE 分数大于 50% 时，在所有测试案例中几乎没有观察到烟尘。在较高的环境氧浓度和较低的环境温度条件下，PODE 对碳烟减少的影响更为显着。烟尘的烟尘分布曲线表明，PODE的加入不仅可以减少烟尘的形成，而且可以加速烟尘的氧化。而在较高温度和较低氧浓度条件下，点火延迟的减少相对较大。当 PODE 体积分数达到 20% 和 50% 时，测试区域的总烟尘量分别减少了 50% 和 95% 以上。当 PODE 分数大于 50% 时，在所有测试案例中几乎没有观察到烟尘。在较高的环境氧浓度和较低的环境温度条件下，PODE 对碳烟减少的影响更为显着。烟尘的烟尘分布曲线表明，PODE的加入不仅可以减少烟尘的形成，而且可以加速烟尘的氧化。而在较高温度和较低氧浓度条件下，点火延迟的减少相对较大。当 PODE 体积分数达到 20% 和 50% 时，测试区域的总烟尘量分别减少了 50% 和 95% 以上。当 PODE 分数大于 50% 时，在所有测试案例中几乎没有观察到烟尘。在较高的环境氧浓度和较低的环境温度条件下，PODE 对碳烟减少的影响更为显着。烟尘的烟尘分布曲线表明，PODE的加入不仅可以减少烟尘的形成，而且可以加速烟尘的氧化。在所有测试案例中几乎没有观察到烟灰。在较高的环境氧浓度和较低的环境温度条件下，PODE 对碳烟减少的影响更为显着。烟尘的烟尘分布曲线表明，PODE的加入不仅可以减少烟尘的形成，而且可以加速烟尘的氧化。在所有测试案例中几乎没有观察到烟灰。在较高的环境氧浓度和较低的环境温度条件下，PODE 对碳烟减少的影响更为显着。烟尘的烟尘分布曲线表明，PODE的加入不仅可以减少烟尘的形成，而且可以加速烟尘的氧化。