噴嘴斷流時噴孔吞咽氣體的機理研究.pdf

1、從近年來的一系列實驗研究的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，在一定條件下針閥關(guān)閉時刻噴孔內(nèi)會發(fā)生氣體吞咽的現(xiàn)象。本文中對噴嘴內(nèi)燃油流動形態(tài)特征進(jìn)行可視化的研究，使用高速可控閃光陰影成像法對噴嘴區(qū)域進(jìn)行拍攝，并采用STAR-CCM+對噴嘴斷流時噴孔內(nèi)流場進(jìn)行數(shù)值模擬求解計算。
　　搭建高速可控閃光陰影成像的試驗臺架，其基本原理是利用液相和氣相對貫穿其中的光線的不同散射率，從而得到液相和氣相區(qū)域具有不同灰度的圖像。拍攝得到不同條件下不同噴油時刻的圖像。圖像

2、表明：噴孔和壓力室內(nèi)的氣泡都來自于噴孔吞咽的噴孔外部氣體;在噴油嘴尺寸不同時，噴嘴內(nèi)空化現(xiàn)象的強度不同，最終在噴孔和壓力室內(nèi)形成的氣泡大小也不同。
　　為了分析噴嘴斷流時噴孔吞咽氣體的機理，本文采用VOF模型捕捉氣液界面變化的同時，添加空化模型和湍流模型，建立二維的噴孔內(nèi)流場的計算模型，模擬噴嘴斷流時噴孔內(nèi)發(fā)生的空化和噴孔吞咽氣體現(xiàn)象，并在不同的流體初始噴射速度、斷流持續(xù)時間和噴孔長度的條件下進(jìn)行模擬計算。結(jié)果表明：在初始噴射速度

3、、斷流持續(xù)時間和噴孔長度不同的條件下，隨速度變化率和噴孔長度的增大，噴孔內(nèi)最大空化體積與吞咽氣體體積的增大分為兩個線性增大的過程，增長率在后期變小。在某個范圍內(nèi)，最大空化體積與吞咽氣體體積相等，超過該范圍后，吞咽氣體體積略大于最大空化體積。因此可認(rèn)為，噴孔內(nèi)的空化體積是影響噴孔吞咽氣體體積的主要因素。提出無量綱數(shù)空化數(shù)C，整理得出空化數(shù)與噴孔內(nèi)最大空化體積和吞咽氣體體積之間的變化規(guī)律。最后，對另外兩種孔徑大小的模型進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果用于