柴油机喷油嘴非圆喷孔内部流动与雾化强化机制

发布时间：2021-05-19 08:12

　　随着国VI排放法规的实施,发动机即将实现近零排放,提高热效率以降低能源消耗成为未来发动机技术发展的主要目标。发动机喷油嘴射流雾化性能直接决定了缸内混合气的形成质量,是整个燃烧过程的关键,对热效率提升有着重要的影响。近年来,行业内在研究中发现非圆喷孔在提升燃油雾化性能方面具有巨大潜力,且对提升发动机燃烧排放性能也有着积极作用,因此,开展非圆喷孔射流雾化机理与混合强化相关基础理论研究,在理论研究和工程应用方面都具有十分重要的意义。本文以椭圆和等边三角形喷孔为研究对象,探索非圆喷孔内部空化、湍流流动、射流换轴现象及其对燃油雾化质量的强化机理,为非圆喷孔喷射技术及设计制造提供理论依据。论文主要研究工作如下:（1）基于大涡模拟湍流计算方法,建立非圆喷孔内部空化流动模型,研究喷孔形状和空化数因素对喷孔内部空化与湍流流动特征及其对出流特性参数的影响规律。研究发现椭圆喷孔内部空化分布呈非轴对称,长轴面空化分布长度较短轴面分布长,在椭圆喷孔出口截面成了特有的马蹄形空化形态。相比于圆孔,椭圆喷孔出口湍流涡量大,空化强度小。喷孔流量系数与面积系数随着空化数的减小而减小,而喷孔速度系数随着空化数的减小而增大。... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 喷孔内部流动与射流雾化理论研究
        1.2.1 内部流动理论研究
        1.2.2 射流雾化理论研究
    1.3 非圆喷孔内部流动与射流雾化国内外研究现状
        1.3.1 非圆喷孔内部流动研究
        1.3.2 非圆喷孔射流雾化研究
    1.4 论文的学术思想与主要研究内容
第二章 基于大涡模拟椭圆喷孔内部流动研究
    2.1 椭圆喷孔内部流动理论模型建立与验证
        2.1.1 湍流模型
        2.1.2 空化模型
        2.1.3 模型验证
    2.2 椭圆喷孔形状与压力对喷孔内部流动的影响
        2.2.1 模拟仿真方案
        2.2.2 椭圆喷孔内部空化流动特性
        2.2.3 椭圆喷孔内部湍流特征
        2.2.4 椭圆喷孔出流特性
    2.3 本章小结
第三章 椭圆喷孔初次雾化宏观特性研究
    3.1 近场喷雾测试平台与喷孔出流计算方法
    3.2 椭圆喷孔初次雾化宏观特性研究
    3.3 本章小结
第四章 基于LES/VOF方法椭圆喷孔初次雾化微观特性研究
    4.1 椭圆喷孔初次雾化理论建模与模型验证
    4.2 椭圆喷孔初次雾化特性仿真分析
        4.2.1 椭圆喷孔初次雾化计算方案
        4.2.2 椭圆喷孔初次雾化特性
    4.3 本章小结
第五章 椭圆喷孔二次雾化与蒸发特性研究
    5.1 喷雾试验测试平台与方法
    5.2 椭圆喷孔非蒸发条件下射流雾化试验研究
        5.2.1 椭圆喷孔喷雾图像处理与试验误差分析
        5.2.2 非圆喷孔形状和压力条件对雾化特性的影响
    5.3 椭圆喷孔蒸发条件下喷雾特性试验研究
        5.3.1 喷雾液相长度定义
        5.3.2 喷雾液相长度结果分析
    5.4 本章小结
第六章 等边三角形喷孔内部流动与雾化混合特性初探
    6.1 等边三角形喷孔内部流动数值模拟计算
    6.2 等边三角形喷孔内部流动计算结果分析
    6.3 等边三角喷孔喷雾特性试验研究
        6.3.1 等边三角形喷孔喷雾试验方案
        6.3.2 等边三角形喷孔非蒸发条件下喷雾特性试验研究
        6.3.3 等边三角形喷孔蒸发条件下雾化混合特性试验研究
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 研究工作总结
    7.2 主要创新点
    7.3 今后工作展望
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的学术论文及其他科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超高速摄影分析柴油机近场喷雾锥角变化特性[J]. 王谦,孙伟,何志霞,房明成.  农业工程学报. 2016(15)
[2]喷油器带毛刺喷孔的喷雾特性试验[J]. 高志胜,王谦,何志霞,孙伟,郦赟.  内燃机学报. 2015(06)
[3]柴油机喷嘴喷孔非对称结构对近场喷雾特性的影响[J]. 吴玉强,王谦,高志胜,何志霞,孙伟,郦赟.  内燃机工程. 2016(06)
[4]不同燃料的喷嘴内流动与喷雾形态可视化试验[J]. 姜光军,张煜盛,Medhat Elkelawy,肖干.  农业机械学报. 2014(05)
[5]直喷汽油喷油器喷射过程近场喷雾特性[J]. 何邦全,张倓恺.  内燃机学报. 2013(05)
[6]柴油机喷嘴内部流动可视化试验[J]. 钟汶君,何志霞,王谦,闫毅,邵壮.  内燃机学报. 2013(05)
[7]基于弹道光子成像技术的柴油机近场喷雾研究[J]. 刘劲松,许沧粟.  激光杂志. 2010(01)



本文编号：3195439