柴油机喷孔内空化过程及影响参数试验研究

发布时间：2017-09-12 16:23

  本文关键词：柴油机喷孔内空化过程及影响参数试验研究

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【摘要】：柴油机中喷油嘴作为喷射系统的终端,对燃油雾化的质量、油束与燃烧室的配合、喷油持续期的长短有决定性的影响,并且直接影响着缸内的燃烧质量。喷油嘴的喷雾质量是影响柴油机性能的一个重要因素。良好的雾化效果能够在提高柴油机动力性能的同时降低有害物排放,改善燃油经济性。影响燃油喷雾混合特性的因素很多,其中喷油器中的空化现象对喷油器工作特性的影响尤为突出。柴油喷油器内部燃油的高速流动易导致喷孔内部出现空化,影响喷孔的流通能力,研究喷孔内燃油空化过程具有十分重要的意义。本文以喷孔为研究对象,在比例放大透明喷孔可视化试验台架上,采用Kistler压力传感器测量进出口压力,定时间称重的测量方法测量质量流率,运用高速摄像机和长工作距离显微成像技术进行光学测试,完成了不同进出口压力边界下的喷孔流动特性试验,研究了喷孔内的空化规律和对喷孔内流率特性的影响。试验结果表明:当固定入口压力时,随着出口压力的降低,喷孔内会出现无空化、空化发展、空化饱和三个阶段。在无空化阶段,流量系数基本不变;当出现空化进入空化发展阶段,空化增强并向出口方向发展,质量流率继续增加,流量系数有所下降;在空化饱和阶段,质量流率不再增加,流量系数加速降低。喷孔的入口压力不影响空化初生和空化饱和对应的临界空化数;喷孔直径不影响空化初生点,但影响空化饱和点,喷孔直径越大,越难达到空化饱和,对应的临界空化数越小;喷孔长度影响空化初生点和空化饱和点,喷孔长度越长,越难发生空化,也越难达到空化饱和,对应的空化初生和空化饱和的临界空化数越小。
【关键词】：喷孔 空化 空化数 流量系数 可视化
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK421
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 物理量名称及符号表10-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 柴油机喷油器简介12-13
• 1.3 空化现象概述13-15
• 1.3.1 空化的定义13-14
• 1.3.2 喷孔内流动形态分析14-15
• 1.3.3 空化效应的作用15
• 1.4 柴油机喷油嘴内部空化研究国内外进展15-21
• 1.4.1 实验研究15-19
• 1.4.2 数值模拟19-21
• 1.5 本文主要研究内容21-23
• 第2章 可视化试验台架设计23-39
• 2.1 试验的研究思路及原理23-35
• 2.1.1 可视化试验台的的搭建23-24
• 2.1.2 喷射系统24-27
• 2.1.3 光学观测系统27-33
• 2.1.4 压力源系统33-35
• 2.2 流体力学相似原理35-37
• 2.3 本章小结37-39
• 第3章 空化发展过程的研究39-59
• 3.1 试验工况39-41
• 3.2 图片处理方法41-43
• 3.3 空化发展过程43-56
• 3.4 动压的影响56-57
• 3.5 本章小结57-59
• 第4章 空化发展影响因素的研究59-73
• 4.1 空化发展各阶段的质量流率和流量系数规律59-63
• 4.2 入口压力对空化临界点的影响分析63-65
• 4.3 直径对空化临界点的影响分析65-68
• 4.4 长度对空化临界点的影响分析68-70
• 4.5 本章小结70-73
• 结论及展望73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士期间取得的成果79-81
• 致谢81

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