溶氣燃油射流霧化與燃燒機理研究.pdf

1、隨著汽車保有量快速增加,如何在發(fā)動機上實現(xiàn)高效和低排放,已成為能源與環(huán)境研究中的一個重大課題.溶氣燃油射流利用閃急沸騰效應,可以在較低的噴射壓力下獲得理想的霧化質(zhì)量,促進燃油燃燒,具有降低柴油機氮氧化物和碳煙排放的潛力,有望成為發(fā)動機燃燒與排放控制的新技術(shù).本文針對溶有二氧化碳柴油和溶有二甲醚柴油射流的霧化和燃燒特性展開了研究工作.本文首先利用激光相位多普勒技術(shù)對溶有二氧化碳柴油和溶有二甲醚(DME)柴油射流的霧化過程、速度特性和粒度特

2、性進行了測量,研究了溶氣量對溶氣燃油射流霧化特性的影響,揭示了溶氣燃油射流的速度場和粒度場的分布規(guī)律.根據(jù)溶氣燃油射流形狀為拋物體的特點,基于粘性軸對稱射流,建立了射流不穩(wěn)定性色散方程,考慮了射流噴霧錐角對射流穩(wěn)定性的影響.從理論上,采用射流不穩(wěn)定性理論分析了溶氣燃油射流的霧化機理.本文進一步根據(jù)溶氣燃油在噴嘴內(nèi)為氣液兩相流的特點,建立了零維噴嘴內(nèi)部流動模型,為溶氣燃油射流霧化的模擬提供邊界條件和初始條件,采用該模型計算得到的溶氣燃油射

3、流流量、噴霧錐角以及射流初始粒徑與實驗結(jié)果相比吻合較好.建立了溶氣燃油射流氣爆霧化初始階段霧化模型,并將此模型耦合入KIVA程序中.考察了溶氣量對溶氣燃油射流燃燒火焰幾何特性和溫度場的影響,采用圖像比色法對燃燒火焰圖片進行了分析.本文最后對溶氣燃油缸內(nèi)噴霧燃燒過程進行了模擬計算與研究.為了提高模擬計算的可靠性,針對溶氣燃油射流霧化的特點,在所建立的溶氣燃油霧化模型的基礎(chǔ)上,修改了KIVA程序中的湍流燃燒模型,燃燒過程的模擬采用了詳細化學