跨临界条件下影响液体燃料雾化的主要因素

发布时间：2017-11-23 13:05

本文关键词：跨临界条件下影响液体燃料雾化的主要因素

【摘要】：喷雾过程存在于各种工业设备中,例如内燃机、航空发动机、液体火箭发动机等,其实质是将液态的燃料通过喷嘴进行破碎、雾化,使燃料与空气发生混合,进而蒸发、燃烧。所以液体燃料喷雾的研究对于这些可以推动人类发展的事物可以说是至关重要的,因而人们针对液体燃料雾化的研究从未停止过。目前,随着发动机以及工业设备参数的不断提高,跨临界与超临界条件下的喷雾受到科学家们的广泛关注。因此,本文的研究重点是跨临界的条件下液体燃料的喷雾特性。首先,介绍了课题的研究背景以及现状,确定了研究的方法和内容；其次,设计了在跨临界条件下,研究液体燃料喷雾的实验系统与测量系统,并对此两种系统进行了可行性分析与安全性分析,确定了4种液体燃料进行喷雾实验；使用无量纲分析的方法分析了实验数据,得到了在跨临界条件下,影响4种液体燃料雾化特性的主要因素如下： (1)当液体燃料的雾化处于跨临界的条件时,雾化的结果与液体燃料在亚临界条件下的结果有很大的不同。液体燃料本身的物理性质,例如粘度、表面张力等,对液体燃料在跨临界条件下雾化的影响很小。在跨临界条件下,液体燃料的雾化特征与气体射流的特征非常相似。 (2)在跨临界条件下,影响液体燃料雾化特征的主要因素是液体燃料的启喷压力和环境的压力。 (3)在跨临界条件下,随着液体燃料的启喷压力升高,喷雾贯穿距离增加,而启喷压力对于液体燃料雾化角度的影响非常小。 (4)在跨临界条件下,影响雾化角度的主要因素是环境压力,背压越大,液体燃料的雾化角度越大。 (5)通过相似理论的分析,得到跨临界条件下影响雾化过程的主要无量纲数是雷诺数Re,这点和气体射流很相似。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK401

【参考文献】

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1 庄逢辰,陈新华;燃料液滴高压蒸发理论[J];工程热物理学报;1982年03期

2 王雷雷;徐可可;孟华;;航空煤油超临界压力流/固/热耦合数值模拟[J];工程热物理学报;2013年07期

3 刘斐;魏明锐;赵卫东;孔亮;;二甲基醚液滴超临界蒸发的数值模拟[J];工程热物理学报;2007年04期

4 梁获胜;高伟;许全宏;徐国强;林宇震;;超临界航空煤油喷射到大气环境的喷射特性[J];航空动力学报;2009年06期

5 高伟;林宇震;付镇柏;许全宏;;超临界正十烷喷射到大气环境的喷射特性[J];航空动力学报;2010年09期

6 张阳,杨基础,于养信,李以圭;分子模拟在超临界流体领域中的应用[J];化学进展;2005年06期

7 牟天成;韩布兴;;超临界流体的共溶剂效应和混合流体研究进展[J];化学进展;2006年01期

8 周学华;流体与流体混合物的临界与超临界特性[J];力学进展;1987年02期

9 李云清;何鹏;;超临界环境下燃料液滴蒸发过程的计算研究[J];内燃机学报;2008年01期

10 李云清;王宏楠;王德福;;状态方程对高温高压条件下燃料液滴蒸发计算的影响[J];内燃机学报;2009年04期