潤滑油液滴蒸發(fā)數值模擬研究.pdf

1、進入缸內的潤滑油是引發(fā)天然氣發(fā)動機不正常燃燒的主要因素之一。在壓縮沖程階段，缸內環(huán)境氣體加熱潤滑油液滴，產生潤滑油蒸汽。在高負荷工況下，有可能發(fā)生潤滑油自燃引發(fā)缸內早燃和爆震燃燒等危害性極大的缸內不正常燃燒。潤滑油蒸發(fā)是著火的核心過程之一，本文采用數值模擬方法對潤滑油液滴在天然氣發(fā)動機缸內環(huán)境下的蒸發(fā)特性展開研究。
　　本研究主要內容包括：⑴由于現有的蒸發(fā)模型假設氣相質量蒸發(fā)率相同，而潤滑油液滴組分復雜各個組分物性相差較大，因此，

2、建立氣相多組分擴散有利于提高模型計算精度。首先考慮氣相多組分擴散對氣相傳質的影響，修正斯蒂芬流速度，嚴格保證組分傳輸方程守恒。分別采用理想氣體和實際氣體方法描述輕組分和重組分烷烴液滴在不同環(huán)境溫度、環(huán)境壓力和環(huán)境氣體成分下的氣液相平衡，構建理想氣體模型和實際氣體模型。本文采用較寬環(huán)境溫度和環(huán)境壓力范圍下，利用理想氣體方法和實際氣體方法對烷烴液滴蒸發(fā)過程進行模擬分析。通過對比理想氣體模型和實際氣體模型預測結果，提出理想氣體模型環(huán)境壓力適用

3、準則。⑵氣體機缸內工況復雜，潤滑油液滴含有不同濃度甲烷混合氣環(huán)境中蒸發(fā)。現有研究工作較多針對液滴在純氮氣條件下蒸發(fā)。為了深入研究潤滑油液滴在氣體機缸內條件下蒸發(fā)過程，本文采用較寬范圍甲烷濃度環(huán)境氣體條件下利用理想氣體方法和實際氣體方法對烷烴液滴蒸發(fā)過程進行模擬分析。通過對比理想氣體模型與實際氣體模型預測結果，討論模型環(huán)境氣體條件適用準則。⑶目前現有工作主要針對輕組分烷烴液滴蒸發(fā)過程進行模擬研究，而對重組分液滴蒸發(fā)過程模擬研究存在空白。本

4、文采用實際氣體模型模擬較寬環(huán)境溫度、環(huán)境壓力和含有不同濃度甲烷環(huán)境氣體內的烷烴液滴蒸發(fā)過程。在天然氣發(fā)動機缸內工況下，對比輕組分和重組分液滴蒸發(fā)特性，總結環(huán)境條件對烷烴液滴蒸發(fā)規(guī)律的影響，并總結重組分液滴蒸發(fā)規(guī)律。⑷現有的多組分模型計算效率和計算精度不能達到較好的平衡。因此，建立計算效率和計算精度同時較高的模型十分重要。本文采用重組分液滴蒸發(fā)規(guī)律構建類比多組分液相蒸發(fā)模型，并對比類比多組分液相蒸發(fā)模型和近似多組分液相蒸發(fā)模型模擬實用柴油