超临界喷雾特性和对压燃式发动机性能影响的数值模拟

发布时间：2024-04-10 00:41

　　随着发动机技术的不断发展,排放法规的日益严格,发动机的轻量化小型化趋势,缸内压力和喷射压力都不断在提高,在喷油时刻发动机缸内环境条件远高于绝大多数烃类燃料热力学临界点。关于超临界喷雾及燃料燃烧的研究也不断深入内燃机领域。超临界状态下流体与气体间的界面不复存在,液面表面张力与蒸发潜热都趋近于零,密度接近于液体,运输特性接近于气体,理论上可以减少缸内局部混合不均匀的问题,可以有效地优化发动机的燃烧,减少碳烟颗粒的排放。目前研究主要集中于航空航天领域的液体发动机及燃气轮机。本文的主要内容是围绕内燃机背景下超临界燃料喷射及压燃式发动机工况下超临界射流燃烧及排放性能的研究。为了研究超临界条件下燃料的喷雾特性,在CONVERGE软件中采用大涡模拟湍流模型搭建喷雾模型,该模型物理基础基于Sandia实验室进行的正庚烷跨临界喷雾试验。根据计算结果中的燃料喷雾质量分数随温度变化曲线与实验值相对比,验证模型可靠性。计算中定义跨临界喷雾为喷雾A,超临界喷雾为喷雾B。对比质量分数可知,喷雾前端出现絮状结构,喷雾B射流长度高于喷雾A,核心质量分数低于喷雾B;对比温度分布,喷雾具有明显的温度梯度,喷雾B出现絮状结...

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【部分图文】：

图1.1.我国排放法规实施时间从2019年开始，国六阶段机动车污染物排放法规已经开始着手实施

第1章绪论1第1章绪论1.1论文研究背景及意义燃油车作为当今现代化社会中的重要组成部分，在为人类服务的同时也为环境带来严重的负面影响。日益增高的汽车保有量带来不断增高的碳排放和严重的空气污染。在燃油车中，柴油机因其动力性和经济性等因素，在商用车中被普遍使用。柴油机在为社会创造价值....

图1.2.NOx和Soot及各种燃烧模式下的当量比-温度图

啾龋??油机燃烧产物中的一氧化碳和碳氢化合物的总量极低，可以忽略不计，氮氧化物的生成量与汽油机相差不大，但是由于柴油机在燃烧过程中，容易产生高温缺氧区域，因此柴油机尾气中的PM值往往比汽油机的要高。由此而来，柴油的燃烧排放的主要表征为氮氧化物NO及碳烟PM。而柴油机的两大污染物的....

图1.3.亚临界/跨临界/超临界射流示意图

吉林大学硕士学位论文4引进大流量的废气再循环，也具有升高缸内压力的效果。[4]而对于高喷射压力和高增压技术带来的压力升高的效果就更加直观了。上述新技术陆续运用到发动机上，使得缸内平均压力得以进一步升高，而升高之后的缸内环境参数很容易就超过了大多数烃类燃料的热力学临界点。这也就导致....

图1.4.亚临界射流与跨／超临界射流形态的区别[4]

吉林大学硕士学位论文6机背景下的超临界燃料喷射及燃烧的研究。发动机气缸内不断变化的环境条件大大加大了研究难度，有着大量的基本机理问题需要去研究发现。而且发动机可用燃料数目繁多，各种燃料在发动机背景下超临界喷射研究还需要去发掘，这些研究都会对超临界射流及燃烧有着积极作用。图1.4.....

本文编号：3949880