背壓對(duì)停油過程噴油嘴內(nèi)部流動(dòng)的影響研究.pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：405932014126南昌大學(xué)學(xué)術(shù)學(xué)位研究生學(xué)位論文背壓背壓對(duì)停油過程噴油嘴內(nèi)部對(duì)停油過程噴油嘴內(nèi)部流動(dòng)流動(dòng)的影響研究的影響研究AmbientPressureonInNozzleFlowintheProcessofStoppingInjection王晨亮培養(yǎng)單位（院、系）：機(jī)電工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名、職稱：文華副教授申請(qǐng)學(xué)位的學(xué)科門類：工科學(xué)科專業(yè)名稱：動(dòng)力工程及工程熱物理論文答辯日期：答辯委員會(huì)主席：評(píng)閱人

2、：年月日摘要III摘要摘要噴油嘴內(nèi)部流場會(huì)對(duì)噴油特性產(chǎn)生影響。在近年來，有研究發(fā)現(xiàn)噴油器進(jìn)行噴霧后，噴油嘴內(nèi)部會(huì)有氣泡殘留。這些氣泡來源于孔外氣體，對(duì)于噴油器的實(shí)際工作過程而言這些殘留的氣泡來源于氣缸內(nèi)的高溫燃?xì)?，這些高溫燃?xì)饪赡軙?huì)造成孔內(nèi)的結(jié)焦。為深入了解噴油嘴內(nèi)部流場，本文利用可視化試驗(yàn)裝置和數(shù)值模擬方法著重研究了停油過程中不同背壓對(duì)噴油嘴內(nèi)部空化及氣體倒流現(xiàn)象的影響以及相關(guān)機(jī)制。本文首先進(jìn)行了定容室的設(shè)計(jì)和制造，并搭建了能夠提供穩(wěn)

3、定環(huán)境壓力的可視化拍攝試驗(yàn)平臺(tái)。在進(jìn)行拍攝試驗(yàn)前，對(duì)定容室進(jìn)行了承壓能力與密封性測試以保證試驗(yàn)過程的安全。試驗(yàn)拍攝使用的接近實(shí)際尺寸的透明噴嘴安裝在實(shí)際噴油器上進(jìn)行噴射試驗(yàn)使噴射環(huán)境更接近于實(shí)際噴嘴。可視化試驗(yàn)平臺(tái)使用的納秒級(jí)光源能夠有效凍結(jié)噴嘴內(nèi)的高速流場，并利用陰影法與數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍攝。由不同背壓條件下的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在穩(wěn)定噴射過程沒有空化現(xiàn)象，針閥關(guān)閉過程中噴油嘴內(nèi)迅速產(chǎn)生了空化現(xiàn)象，空化潰滅過程伴隨著氣體倒流現(xiàn)象。背壓越高，針閥

4、關(guān)閉時(shí)形成的空化量越少，產(chǎn)生的倒流氣體越少?；赩OF模型和動(dòng)態(tài)重疊網(wǎng)格技術(shù)對(duì)針閥關(guān)閉過程的噴油嘴內(nèi)流場進(jìn)行了瞬態(tài)模擬。模擬中主要對(duì)噴嘴內(nèi)的空化體積、倒流氣體體積、針閥密封面和噴孔的流速等參數(shù)進(jìn)行定量分析。研究結(jié)果表面，噴孔出口附近的殘留的初始?xì)馀輹?huì)使初始噴霧形態(tài)呈現(xiàn)雙蘑菇形態(tài)。針閥關(guān)閉造成的節(jié)流斷流過程使壓力室入口流速的迅速下降，這是引起噴油嘴內(nèi)部出現(xiàn)空化的影響因素；針閥關(guān)閉過程中，噴油嘴內(nèi)的空化初生時(shí)間與針閥密封座面流量迅速降低的時(shí)

5、間吻合，而且空化初生時(shí)間基本不受背壓和噴射壓力的影響?？栈瘽邕^程是孔外壓力向孔內(nèi)傳遞，這使得空化潰滅發(fā)生過程是從孔口向壓力室推移；當(dāng)噴孔內(nèi)的空化完全潰滅時(shí)，壓力室內(nèi)的空化達(dá)到最大值。空化潰滅所空出的體積被倒流氣體填充；空化體積基本等于倒流氣體體積。在不同背壓條件下，隨著背壓的升高，空化和倒流氣體體積減小，規(guī)律與試驗(yàn)結(jié)果吻合?？栈掷m(xù)時(shí)間隨著背壓的升高而減小，且隨著背壓的升高，空化持續(xù)時(shí)間減小的幅度會(huì)降低。不同噴射壓力條件下，隨著噴射壓