生物柴油靜電霧化機(jī)理及噴霧特性的研究.pdf

1、生物柴油由于具有和柴油接近的動(dòng)力性能和比柴油優(yōu)越的燃燒和排放性能而備受關(guān)注，尋求其高效率的燃燒方式一直受到熱力機(jī)械領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。霧化質(zhì)量直接影響燃燒效率和污染物的排放，而霧化特性和噴霧流場(chǎng)又是噴霧燃燒領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。提高霧化特性和改善噴霧流場(chǎng)是研究者一致追求的目標(biāo)。目前通過(guò)提高噴射壓力的方式改善霧化質(zhì)量其能耗高、難以控制流場(chǎng)且增加了管路系統(tǒng)的加工難度和成本。靜電霧化技術(shù)在改善霧化特性、控制流場(chǎng)等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。靜電噴霧燃燒具有

2、較高的研究?jī)r(jià)值，并且在熱機(jī)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。開(kāi)展生物柴油靜電霧化的研究，為開(kāi)發(fā)新型、高效、低污染的代用燃料燃燒技術(shù)和熱力機(jī)械提供新思路。
　　 本文首先從理論上分析了不同溫度下燃油液滴的荷電情況，獲得了霧滴的荷質(zhì)比隨時(shí)間的變化規(guī)律，表明蒸發(fā)有利于促進(jìn)液滴的荷電破碎，為研究生物柴油單液滴在多場(chǎng)耦合作用下的荷電破碎機(jī)理奠定基礎(chǔ)；采用高速攝像技術(shù)，對(duì)生物柴油荷電液滴的形變特征及運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了觀察研究，結(jié)果表明：由于電導(dǎo)率的差異，生

3、物柴油的衛(wèi)星顆粒基本沿著毛細(xì)管軸向運(yùn)動(dòng)，而水的衛(wèi)星顆粒同時(shí)具有軸向運(yùn)動(dòng)和徑向運(yùn)動(dòng)。對(duì)錐射流的微觀特征進(jìn)行了分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)生物柴油和水的錐射流存在明顯差別；從荷電微噴的角度出發(fā)，分析描述了電荷衰減機(jī)制對(duì)生物柴油噴霧形態(tài)的影響，并結(jié)合高速攝像、顯微攝影技術(shù)以及PDA光學(xué)測(cè)量手段對(duì)大流量荷電噴霧射流的荷電特性及噴霧特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，表明靜電霧化技術(shù)在提高生物柴油霧化質(zhì)量及增強(qiáng)射流邊緣的湍動(dòng)度方面具有明顯優(yōu)勢(shì)；采用PIV測(cè)量技術(shù)對(duì)不同荷電方式