本文關(guān)鍵詞：組噴孔噴嘴的噴霧特性研究

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【摘要】：21世紀(jì)以來,能源危機日益嚴(yán)峻,城市霧霾頻繁發(fā)生,人們對動力機械的經(jīng)濟性和環(huán)保要求日益嚴(yán)苛。柴油機作為動力機械的主要成員,其技術(shù)革新也越來越受到重視。噴油系統(tǒng)為柴油機最為關(guān)鍵的系統(tǒng)之一,其性能很大程度上決定了發(fā)動機的動力性能和排放性能。基于組噴孔概念的先進噴射系統(tǒng)能使燃油在較低的噴射壓力下實現(xiàn)高品質(zhì)霧化,且隨著小噴孔加工工藝的日趨成熟,組噴孔技術(shù)的可行性日趨增加,越來越被學(xué)界和行業(yè)認(rèn)可。本研究首先闡述了燃油霧化研究的背景,介紹了實驗測量和模型演變等方面的發(fā)展動態(tài)。后基于AVL-FIRE流體計算軟件,建立了準(zhǔn)確的內(nèi)部流場的數(shù)學(xué)計算模型,并對比試驗數(shù)據(jù)驗證了計算模型的可靠性。在此基礎(chǔ)上,提出了組噴孔噴嘴的設(shè)計方案,針對內(nèi)部的兩相流動進行了瞬態(tài)計算,對比分析了不同噴射壓力、孔間距、噴孔入口倒圓、噴孔長度、擾流區(qū)、變截面系數(shù)和噴孔夾角等因素對組噴孔噴嘴內(nèi)部流場的影響。結(jié)果顯示,噴孔夾角的增加,噴孔出口的質(zhì)量流量與流量系數(shù)也相應(yīng)增加,平均速度小幅度上升,湍流動能減小。此外,本研究中設(shè)計出擾流區(qū)結(jié)構(gòu),噴孔入口處的擾流區(qū)直徑的增加,能夠增加出口處質(zhì)量流量和流量系數(shù),但是在擾流區(qū)半徑為0.015mm時,出口平均速度和湍流動能略有減少。對于燃油霧化特性的研究,本文設(shè)計并加工了組噴孔噴嘴,利用Mycrona微孔測量儀并對其進行了相關(guān)的尺寸檢測,達到試驗的相關(guān)要求后,在高壓共軌試驗平臺上開展了噴霧實驗。采用Motion Pro TMin10000型高速數(shù)碼攝像機對大氣背壓下的噴霧形態(tài)進行拍攝,對比分析不同噴射壓力和噴嘴類型對噴霧結(jié)果的影響。根據(jù)試驗結(jié)果構(gòu)建了準(zhǔn)確的計算模型,并以噴嘴內(nèi)流場中計算出來的質(zhì)量流量為邊界條件,對實驗中的貫穿距離和噴霧形態(tài)進行了對比,驗證了噴霧霧化模型的準(zhǔn)確性�；跍�(zhǔn)確的模型,對定容室條件、噴孔入口倒角與直徑的比值(R/D)和噴孔長徑比(L/D)等因素進行分析,對比分析其對噴霧特性的影響。結(jié)論顯示,R/D值愈大,SMD愈大,噴霧的蒸發(fā)質(zhì)量下降,貫穿距離增加。R/D=0.12是空穴發(fā)生與否的臨界點。組噴孔噴嘴的霧化性能略優(yōu)于單噴孔噴嘴。噴孔長徑比的改變對組噴孔和單噴孔噴嘴的噴霧特性影響相似。長徑比的增加,SMD增加,貫穿距離增加,蒸發(fā)質(zhì)量減小。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK423

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本文編號：1240461