燃油靜電霧化和燃燒的實驗和數值模擬研究.pdf

1、湍流噴霧燃燒廣泛應用于各種軍用和民用動力裝置中，例如航空發(fā)動機、汽車發(fā)動機等。在液體燃料燃燒過程中，燃油霧化是其中的重要環(huán)節(jié)，直接影響液滴蒸發(fā)的快慢，從而影響燃燒的速度。因此，對湍流噴霧液滴霧化進行研究有著十分重要的意義。噴霧靜電霧化技術有利于提高噴霧霧化質量，創(chuàng)新性地將汽車燃油噴霧與靜電霧化的優(yōu)點相結合。本文對湍流噴霧霧化這一多相流問題進行數值模擬和實驗研究。本文主要研究內容分別如下:
　　基于大渦模擬（LargeEddySim

2、ulation，LES）方法，在LES-FDF模型的基礎上，采用KH-RT液滴破碎模型，充分考慮到霧化過程的隨機性和瞬態(tài)性特點，并考慮靜電作用對霧化過程的影響。將上述方法結合，建立完整的數學模型。
　　設計了針式電極高壓靜電充電系統(tǒng)，通過電極形成高壓靜電場，使燃油噴霧有效地電暈帶電從而形成荷電液滴。搭建了燃油靜電噴霧燃燒試驗臺，在燃油噴霧燃燒時，利用溫度測量系統(tǒng)，對燃燒室內溫度場進行了測量;利用汽車尾氣儀對燃油噴霧燃燒氣體產物組分

3、進行測量。采用激光粒度分析儀分析了非荷電與荷電燃油噴霧兩種不同工況下不同位置液滴粒徑分布情況。研究發(fā)現，靜電作用有利于獲得更好的燃油燃燒與排放特性，也有得于獲得更好霧化質量的燃油噴霧。
　　開發(fā)和調試了相應的計算程序，將建立的LES-FDF模型用于圓形管道內湍流噴霧霧化過程的數值模擬，對湍流噴霧液滴的運動和霧化進行研究。將計算得到的粒徑分布結果與實驗進行對比，取得了較好的一致性。對靜電霧化過程的數值模擬表明，靜電霧化能得到更好的霧