双组分燃油液滴汽化试验和数值模拟研究

发布时间：2022-12-18 12:59

　　对于内燃机燃烧室高温环境下,组分沸点差异较大的混合燃油液滴在汽化过程中发生的沸腾现象,目前工程实践中常用的多组分蒸发模型不能有效描述。为提高燃油液滴汽化过程的数值模拟精度,增加液滴汽化模型对混合燃油的适用性,本文以正丁醇/正十六烷双组分燃油液滴为研究对象,对其在高温环境下的沸腾汽化特性进行了试验研究,建立了双组分液滴汽化模型,并对模型进行了可靠性验证。具体工作如下:（1）研究了沸点差异较大的双组份液滴在高温环境下的汽化特性。对正丁醇和正十六烷及其混合液滴在高温加热环境中的汽化进行了试验研究,通过试验结果分析发现,高温下的正丁醇/正十六烷混合液滴汽化过程明显分为初期蒸发阶段、沸腾阶段和后期蒸发阶段这三个阶段,前两个阶段主要以轻组分正丁醇的汽化为主,最后一阶段则以重组分正十六烷的蒸发为主。（2）试验发现提高环境温度可以有效的减小液滴寿命,加快了液滴的平均汽化速率。环境温度的升高还能加快液滴内部气泡的生成速率、加剧沸腾的程度。在高温环境下,液滴的组分比例对液滴的汽化特性有较大影响,试验发现在高温环境下,20%的正丁醇/正十六烷液滴由于沸腾等因素的影响平均汽化速率反而比40%配比的混合液滴更快... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 单液滴汽化试验的研究现状
    1.3 单液滴蒸发模拟的研究现状
        1.3.1 组分描述方法
        1.3.2 液相描述方法
    1.4 单液滴沸腾模拟的研究现状
        1.4.1 气泡数目密度
        1.4.2 汽泡生长率
        1.4.3 沸腾子模型
    1.5 本文研究的内容
2 双组份液滴沸腾汽化试验研究
    2.1 试验装置与试验燃料
        2.1.1 试验装置
        2.1.2 试验燃料
    2.2 结果分析与讨论
        2.2.1 双组份液滴汽化特性分析
        2.2.2 环境温度对液滴汽化的影响
        2.2.3 组份比例对液滴汽化的影响
    2.3 本章小结
3 双组份液滴沸腾汽化模拟研究
    3.1 数学物理模型
        3.1.1 液滴汽化率
        3.1.2 混合物泡点
        3.1.3 气相能量守恒
        3.1.4 液相能量守恒
        3.1.5 气液相平衡
    3.2 结果分析与讨论
        3.2.1 液滴蒸发试验
        3.2.2 单组分液滴汽化验证
        3.2.3 双组分液滴汽化验证
        3.2.4 沸腾模型对双组分液滴汽化预测的影响
        3.2.5 沸腾判据对双组分液滴汽化预测的影响
    3.3 本章小结
4 结论和展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
附录 A 主要符号表
附录 B 物性参数计算
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]高温高压环境下煤油液滴蒸发过程实验研究[J]. 刘松,聂万胜,苏凌宇,石天一,刘瑜.  火箭推进. 2017(02)
[2]柴油、正丁醇及其混合燃料单液滴蒸发特性的试验[J]. 马小康,张付军,韩恺,王英敏,杨波.  内燃机学报. 2016(01)
[3]单液滴蒸发影响因素实验研究[J]. 马力,仇性启,王健,郑志伟,易志勇,阎红巧.  现代化工. 2013(01)
[4]声悬浮条件下环己烷液滴的蒸发凝固[J]. 杜人君,解文军.  物理学报. 2011(11)
[5]生物柴油-柴油混合燃料的理化及排放特性研究[J]. 马林才,刘大学,周志国,季永青.  燃料化学学报. 2011(08)
[6]内燃机喷雾研究的现状与发展[J]. 曹建明,程前.  交通节能与环保. 2007(04)
[7]DME/LPG燃料比例实时优化的HCCI燃烧控制新方法[J]. 黄震,李德钢,乔信起,张武高.  内燃机学报. 2006(04)
[8]乙醇-柴油混合燃料的燃烧与排放特性[J]. 王建昕,闫小光,程勇,蒋恒飞.  内燃机学报. 2002(03)

博士论文
[1]内燃机缸内条件下实用燃油多组分蒸发模型研究[D]. 依平.大连理工大学 2016



本文编号：3722099