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中国农机化学报 2024年第9期45卷 159-165页

作者：雷发林高永强陈修山黄雪涛周士谦尹迁齐日照市七星汽车部件股份有限公司山东日照276800 山东交通学院汽车工程学院济南市250357

为研究喷孔内燃油流动特性与近孔区射流初始破碎的过程及影响因素,搭建柴油机燃油喷射雾化的可视化试验平台,采用高速可控闪光摄影及显微成像技术,同时,基于计算流体力学(CFD)软件OpenFOAM、大涡模拟LES(Large Eddy Simulation)理论和VO... 详细信息

为研究喷孔内燃油流动特性与近孔区射流初始破碎的过程及影响因素,搭建柴油机燃油喷射雾化的可视化试验平台,采用高速可控闪光摄影及显微成像技术,同时,基于计算流体力学(CFD)软件OpenFOAM、大涡模拟LES(Large Eddy Simulation)理论和VOF(Volume of Fluid)方法,分别开展柴油机喷孔内流动及喷雾特性可视化试验和数值计算。结果表明:喷孔内燃油流动呈现空穴流动,空穴从压力室开始,逐渐向喷孔内发展。喷油压力决定近嘴区射流破碎形式,喷油压力20 MPa时,射流呈现Rayleigh破碎;喷油压力40 MPa时,射流呈现第一、第二风生破碎;喷油压力60 MPa时,射流呈现雾化破碎。射流破碎从射流“伞形”头部开始,射流头部气/液相界面处存在很大的速度和压力差,引起射流头部的首先破碎。数值模拟还展现射流初次破碎以及液滴的二次破碎过程。

关键词：喷孔内流射流破碎空化可视化试验大涡模拟

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基于气液两相流大涡模拟研究柴油喷射的雾化过程

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内燃机工程 2009年第3期30卷 39-44页

作者：虞育松李国岫北京交通大学机电学院动力工程系北京100044

采用气液两相流大涡模拟对燃油雾化过程进行数值模拟。通过建立不同的计算边界研究了喷油器结构对喷孔内流及近喷孔区域燃油雾化特性的影响。在对比分析射流结构和喷孔内外流计算结果的基础上,讨论了射流初始扰动的产生机理及燃油雾化... 详细信息

采用气液两相流大涡模拟对燃油雾化过程进行数值模拟。通过建立不同的计算边界研究了喷油器结构对喷孔内流及近喷孔区域燃油雾化特性的影响。在对比分析射流结构和喷孔内外流计算结果的基础上,讨论了射流初始扰动的产生机理及燃油雾化机理。根据计算结果发现:喷油器结构对喷孔内流有重要影响,实际喷油器的复杂结构会使燃油在离开喷孔前发展为湍流,湍流是导致初始扰动具有复杂频率和振幅组成的原因。边界突变是产生喷孔出口区域轴对称初始扰动的原因,该类型初始扰动具有单一的频率和振幅。

关键词：内燃机柴油喷射大涡模拟喷孔内流

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生物柴油/柴油定容喷雾特性的试验研究与仿真分析

生物柴油/柴油定容喷雾特性的试验研究与仿真分析

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作者：罗鹏长安大学

学位级别：硕士

随着地球上石油能源储藏量日益减少和空气质量越来越差,发展可持续利用、污染较小的新型能源来代替不可再生的石油能源势在必行。生物柴油可以从自然界的各种动植物油和废弃油脂中提取,相比石油能源,其生产周期较短,对环境的污染性也大... 详细信息

随着地球上石油能源储藏量日益减少和空气质量越来越差,发展可持续利用、污染较小的新型能源来代替不可再生的石油能源势在必行。生物柴油可以从自然界的各种动植物油和废弃油脂中提取,相比石油能源,其生产周期较短,对环境的污染性也大大降低,因此受到广泛关注。此外,燃油的喷雾特性受到燃油种类、喷射压力(简写为Pinj)和环境背压(简写为Pamb)的影响,对生物柴油喷雾特性进行研究是改善发动机燃烧和排放特性非常重要的环节。本文选取了地沟油制备的生物柴油和柴油两种燃油作为研究对象,通过定容喷雾特性试验与仿真分析相结合的方法,研究了两种燃油在Pinj为80MPa和160MPa,Pamb为0.1MPa、1MPa和2MPa条件下的喷雾特性。喷雾特性试验结果表明:生物柴油的喷雾贯穿距离、喷雾顶端速度和SMD大于柴油,喷雾锥角小于柴油;随着喷射的进行,喷雾顶端速度减小,喷雾锥角先增大后减小,然后趋于稳定;升高Pinj,喷雾贯穿距离和喷雾顶端速度增大,SMD减小,喷雾锥角变化不明显;升高Pamb,喷雾锥角和SMD增大,喷雾贯穿距离和喷雾顶端速度减小。喷孔内流仿真结果表明:燃油压力在喷孔入口处快速下降,随着燃油向喷孔出口流动,压力基本保持稳定;在喷孔轴向方向上,燃油速度迅速变大至最大速度,保持一定距离后缓慢减小。在喷孔径向方向上,喷孔中轴的燃油速度较高,靠近壁面速度较低;空化现象的初始生成位置在喷孔入口拐角附近,随着燃油向喷孔出口流动,空化厚度先增大后减小,出口处形成超空穴现象;湍动能集中在靠近喷孔的壁面,喷孔下壁面湍动能大于上壁面;生物柴油出口速度和出口气相体积分数小于柴油,出口质量流率略大于柴油;升高Pinj,喷孔的出口速度和出口质量流率和出口气相体积分数增大;升高Pamb,喷孔的出口速度和出口气相体积分数减小,出口质量流率变化不明显。基于喷孔内部燃油流动的出口速度和出口质量流率等仿真结果,对外部雾场进行了仿真,结果表明:生物柴油的喷雾贯穿距离和SMD大于柴油;Pamb不变的条件下,随着Pinj上升,喷雾贯穿距离随之增大,SMD随之减小;Pinj不变的条件下,随着Pamb上升,喷雾贯穿距离随之减小,SMD随之增大;在喷雾的径向方向上,靠近雾场中心区域液滴速度较大,远离中心区域速度较小;在喷雾的轴向方向上,靠近喷孔出口处液滴速度较大,远离喷孔出口处速度较小。

关键词：生物柴油定容喷雾特性试验研究仿真分析喷孔内流外部雾场

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