喷嘴断流时喷孔吞咽气体的机理研究

发布时间：2017-12-08 01:19

  本文关键词：喷嘴断流时喷孔吞咽气体的机理研究

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【摘要】：从近年来的一系列实验研究的结果中发现,在一定条件下针阀关闭时刻喷孔内会发生气体吞咽的现象。本文中对喷嘴内燃油流动形态特征进行可视化的研究,使用高速可控闪光阴影成像法对喷嘴区域进行拍摄,并采用STAR-CCM+对喷嘴断流时喷孔内流场进行数值模拟求解计算。搭建高速可控闪光阴影成像的试验台架,其基本原理是利用液相和气相对贯穿其中的光线的不同散射率,从而得到液相和气相区域具有不同灰度的图像。拍摄得到不同条件下不同喷油时刻的图像。图像表明:喷孔和压力室内的气泡都来自于喷孔吞咽的喷孔外部气体;在喷油嘴尺寸不同时,喷嘴内空化现象的强度不同,最终在喷孔和压力室内形成的气泡大小也不同。为了分析喷嘴断流时喷孔吞咽气体的机理,本文采用VOF模型捕捉气液界面变化的同时,添加空化模型和湍流模型,建立二维的喷孔内流场的计算模型,模拟喷嘴断流时喷孔内发生的空化和喷孔吞咽气体现象,并在不同的流体初始喷射速度、断流持续时间和喷孔长度的条件下进行模拟计算。结果表明:在初始喷射速度、断流持续时间和喷孔长度不同的条件下,随速度变化率和喷孔长度的增大,喷孔内最大空化体积与吞咽气体体积的增大分为两个线性增大的过程,增长率在后期变小。在某个范围内,最大空化体积与吞咽气体体积相等,超过该范围后,吞咽气体体积略大于最大空化体积。因此可认为,喷孔内的空化体积是影响喷孔吞咽气体体积的主要因素。提出无量纲数空化数C,整理得出空化数与喷孔内最大空化体积和吞咽气体体积之间的变化规律。最后,对另外两种孔径大小的模型进行模拟,模拟结果用于验证结论的正确性。因此可以在不同的初始条件下,用空化数C来分析喷孔内空化体积和吞咽气体体积的变化规律。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK401

【参考文献】

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本文编号：1264510