二甲醚超臨界蒸發(fā)的一維數(shù)值模擬.pdf

1、液滴蒸發(fā)是內(nèi)燃機(jī)噴霧過程中一個(gè)基本的子過程，燃油蒸氣的濃度和在燃燒室內(nèi)的時(shí)空分布對(duì)可燃混合氣的形成以及后續(xù)的燃燒過程都有重要影響。近年來隨著增壓技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)壓力呈現(xiàn)逐步升高的趨勢，以致達(dá)到或者超過燃料的臨界值。目前國內(nèi)外對(duì)液滴蒸發(fā)的研究重點(diǎn)之一，就是高壓下的蒸發(fā)。伴隨高壓化學(xué)熱力學(xué)和數(shù)值新方法的發(fā)展，液滴高壓蒸發(fā)理論也取得了較大的進(jìn)展。蒸發(fā)過程中液滴界面的內(nèi)移、氣體的非理想效應(yīng)和高壓多組分相平衡已成為蒸發(fā)模型中必須考慮的因素。

2、
　　 本文基于瞬態(tài)氣液相控制方程，建立了超臨界工況下二甲醚蒸發(fā)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了數(shù)值求解。詳細(xì)考慮了高壓下的非理想氣體效應(yīng)、液滴表面熱動(dòng)力相平衡、環(huán)境氣體的可溶性、流體熱物性的高壓修正以及耦合效應(yīng)等。計(jì)算結(jié)果表明，高壓下氣體溶解顯著增強(qiáng)，相變焓明顯偏離蒸發(fā)潛熱，d2律已不能準(zhǔn)確描述液滴蒸發(fā)現(xiàn)象，液滴表面溫度一直處于上升狀態(tài)，甚至可以達(dá)到臨界點(diǎn)；而且，隨著壓力的上升，耦合效應(yīng)對(duì)蒸發(fā)的影響逐漸增強(qiáng)。同時(shí)對(duì)比分析了燃燒CFD模擬中

3、的液滴蒸發(fā)子模型。重點(diǎn)對(duì)比了液相的零維熱傳導(dǎo)模型和一維熱傳導(dǎo)模型、氣相的經(jīng)典薄膜模型和Sirignano修正薄膜模型、不同物性計(jì)算法則的差別。計(jì)算結(jié)果表明，液相熱傳導(dǎo)模型選取對(duì)液滴蒸發(fā)的快速升溫階段影響較大；不同氣液模型描述的液滴蒸發(fā)特性的差異隨環(huán)境壓力或者環(huán)境溫度的升高，均有增大的趨勢。基于液滴零維和一維傳熱蒸發(fā)模型，結(jié)合虛擬液滴空間溫度分布函數(shù)，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，本文提出液滴修正零維蒸發(fā)模型。經(jīng)由對(duì)比分析，新模型保持了零維模型計(jì)算的高效