Reduced Convective Combustion Chamber Wall Heat Transfer Losses of Hydrogen-Fueled Engines by Vortex-Stratified Combustion - Part 1: Background and Optical Engine Observations
Notice bibliographique
Résumé
A vortex-stratified combustion process for hydrogen-fueled reciprocating internal combustion engines is introduced to increase the thermal efficiency by reducing the convective heat transfer losses to the surrounding walls during combustion. The process imposes a highly ordered rotational field upon the charge in a separate, transverse, cylindrically shaped combustion chamber by means of channels that connect with the main chamber enclosed by the engine cylinder and piston. Gaseous hydrogen is injected directly during the compression stroke, while air enters into the combustion chamber tangentially and preferentially along the circumference due to the Coandă effect. The two streams entrain one another and develop into a vigorous vortex by virtue of the chamber and channel geometries. As mixing proceeds, the fuel is confined radially from the combination of finite-time diffusion being outpaced by the replenishment of pure air at the periphery, and the centripetal field formed by the rotating flow acting on the different density gas mixture. Combustion takes place with a flame propagation that initially follows the rotation of the bulk flow, and then curls radially inward toward the center. This work investigates the process in a fired, optically accessible 2-stroke hydrogen-fueled direct-injected engine tested at up to 5000 RPM. This paper, the first of two parts, explains the theoretical background; presents the schlieren observations; results of zero-dimensional cylinder pressure indication; and apparent heat release measurements comparing two combustion chamber designs - one that actualizes a homogeneous mixture without specific charge motion directionality, and another with the here-introduced vortex-stratified approach.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».