基于电流体动力学（EHD）原理的柴油雾化研究

发布时间：2021-01-05 03:49

　　和汽油发动机相比,柴油发动机有热效率高、排放物中含碳化合物含量少等优势,当前车用发动机存在的问题:柴油发动机排放物中含氮化合物的含量多,污染环境;如果柴油中杂质颗粒含量高,就会造成柴油堵塞,和空气混合不均匀,燃烧不充分;通常柴油是采用压力雾化,这种方法浪费能量,如果柴油黏度过高,雾化后的柴油液滴直径过大,柴油和空气接触的表面积降低,将会导致燃烧不完全。电流体动力学（EHD）是一个描述电场和流体力学复杂关系的学科领域,目前EHD技术已经应用在很多领域,包括EHD雾化、EHD喷涂、喷墨打印、燃料燃烧以及静电纺丝等,研究表明,影响液体雾化的因素主要有两个方面:液体的表面张力以及粘性阻力。而使液体EHD雾化带电后,可以降低其表面张力,同时增加其内外压力差,进而显著提高雾化效果。相比其他雾化方法,EHD雾化能够均匀地细化液滴,从而增加液滴表面积,提高燃烧效率,降低污染物排放,同时EHD雾化过程产生的雾化电流很小,避免了能量的浪费,从节能环保角度考虑,研究EHD雾化具有重要现实意义。本文结合国内外EHD雾化技术现状及理论进展,介绍了EHD雾化的物理模型和数学模型,模型中主要包括电场控制方程、DPM... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 EHD雾化简介
        1.2.1 EHD雾化机理
        1.2.2 EHD雾化模式
        1.2.3 基于EHD方法柴油雾化优点
    1.3 EHD雾化国内外研究现状
    1.4 本论文主要研究内容
第2章 EHD雾化理论
    2.1 EHD流体运动数学和物理模型
        2.1.1 流体运动控制方程
        2.1.2 电场力模型
        2.1.3 射流破碎模型
    2.2 电场作用下锥射流模型
        2.2.1 雾化电流
        2.2.2 锥射流中流体受力分析
    2.3 雾化性能的评定参数
    2.4 本章小结
第3章 柴油喷射特性数值模拟结果及影响因素分析
    3.1 ANSYS软件简介
    3.2 FLUENT软件简介
        3.2.1 模型描述
        3.2.2 控制方程
        3.2.3 边界条件
    3.3 UDF（user defined function）介绍
    3.4 计算方法和边界条件设置
    3.5 本章小结
第4章 柴油EHD雾化模拟结果及影响因素分析
    4.1 CFD模拟介绍
    4.2 结果分析
        4.2.1 未加电场雾化场模拟
        4.2.2 空间电场的模拟
        4.2.3 雾场模拟
    4.3 本章小结
第5章 EHD雾化装置的设计与优化
    5.1 实验平台仪器及条件
        5.1.1 实验平台和仪器
        5.1.2 试验装置及条件
    5.2 实验现象及结果
        5.2.1 水雾化效果
        5.2.2 柴油雾化效果
    5.3 雾化效果影响因素分析
        5.3.1 流量
        5.3.2 电极间距离
        5.3.3 实验结果及分析
    5.4 本章小结
第6章 全文总结和展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢



本文编号：2957964