溶氣燃油射流霧化與燃燒機(jī)理研究.pdf

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

2、性進(jìn)行了測(cè)量,研究了溶氣量對(duì)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(chǎng)和粒度場(chǎng)的分布規(guī)律.根據(jù)溶氣燃油射流形狀為拋物體的特點(diǎn),基于粘性軸對(duì)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(duì)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(jī)理.本文進(jìn)一步根據(jù)溶氣燃油在噴嘴內(nèi)為氣液兩相流的特點(diǎn),建立了零維噴嘴內(nèi)部流動(dòng)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(jì)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(shí)驗(yàn)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(duì)溶氣燃油射流燃燒火焰幾何特性和溫度場(chǎng)的影響,采用圖像比色法對(duì)燃燒火焰圖片進(jìn)行了分析.本文最后對(duì)溶氣燃油缸內(nèi)噴霧燃燒過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算與研究.為了提高模擬計(jì)算的可靠性,針對(duì)溶氣燃油射流霧化的特點(diǎn),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(guò)程的模擬采用了詳細(xì)化學(xué)