本文關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機中噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：內(nèi)燃機中不可避免地會發(fā)生噴霧碰壁及附壁油膜現(xiàn)象。在進氣道噴射汽油機冷啟動時期,由于噴射壓力和壁面溫度較低,使得噴霧霧化不充分。這些不能充分蒸發(fā)的燃油會落到進氣道壁面及進氣閥背部,產(chǎn)生油膜沉積。對于小缸徑的缸內(nèi)直噴汽油機,噴嘴與壁面距離較近,噴霧顆粒與空氣混合時間短,在活塞表面及氣缸套上也容易產(chǎn)生附壁油膜。這些未蒸發(fā)的液態(tài)油膜不僅會影響混合氣的形成,也會使HC排放增加。 隨著CFD流體仿真軟件的快速發(fā)展,實現(xiàn)了對缸內(nèi)工作過程的多維數(shù)值模擬計算,為探究缸內(nèi)復(fù)雜湍流運動提供了可能。本文基于Fluent軟件,利用以歐拉-拉格朗日為基礎(chǔ)的DPM方法,建立了噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)模型,研究了影響附壁油膜蒸發(fā)的因素,主要內(nèi)容包括： 根據(jù)文獻中的實驗條件,首先建立了低壓單孔的噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)模型,并將噴油結(jié)束后14ms時刻的油膜厚度和不同時刻油膜面積的變化與實驗數(shù)據(jù)進行了對比。數(shù)值結(jié)果與實驗值吻合良好,驗證了模型的可靠性。在此模型基礎(chǔ)上分析了各種因素對油膜蒸發(fā)的影響,包括噴射高度,噴油脈寬,噴射角度,噴射壓力,壁面溫度和空氣流速等,總結(jié)了油膜厚度,附壁油膜質(zhì)量比率和燃油蒸汽質(zhì)量比率的變化規(guī)律。 其次研究了缸內(nèi)直噴汽油機背景下的高壓多孔噴霧,并分析附壁油膜的形成及蒸發(fā)情況。根據(jù)實驗條件,建立了定容彈模型,與實驗結(jié)果中的貫穿距數(shù)據(jù)和噴霧碰壁形態(tài)作了對比,進而分析了噴射壓力、壁面溫度和環(huán)境背壓對蒸發(fā)量的影響。 最后加入活塞運動,模擬發(fā)動機壓縮行程后期的噴油情況。通過改變噴油定時及噴射壓力,分析附壁油膜質(zhì)量和蒸發(fā)量的變化。 通過建立汽油機工作條件下的壁面油膜模型,并分析影響附壁油膜蒸發(fā)的各種因素,為噴霧的優(yōu)化及附壁油膜比率的降低,減少HC的排放提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：汽油機 DPM 油膜蒸發(fā) 動網(wǎng)格
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK401
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)的研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 實驗研究11-14
• 1.2.2 數(shù)值模擬研究14-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容16-18
• 2 噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)的計算模型和理論18-29
• 2.1 數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.1.1 基本控制方程18-19
• 2.1.2 求解方法19
• 2.1.3 湍流模型19-21
• 2.2 噴霧碰壁模擬的物理模型21-27
• 2.2.1 碰撞聚合模型21-23
• 2.2.2 噴霧破碎模型23-24
• 2.2.3 霧化和蒸發(fā)模型24-26
• 2.2.4 動態(tài)曳力模型26
• 2.2.5 離散相與連續(xù)相間的耦合26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-29
• 3 低壓單孔噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)研究29-53
• 3.1 附壁油膜模型29-32
• 3.1.1 噴霧與壁面相互作用29-30
• 3.1.2 壁面油膜守恒方程30-32
• 3.2 附壁油膜蒸發(fā)模型驗證32-35
• 3.3 影響因素的數(shù)值模擬分析35-52
• 3.3.1 不同噴射高度對油膜的影響35-38
• 3.3.2 不同噴油脈寬對油膜的影響38-40
• 3.3.3 不同噴射角度對油膜的影響40-43
• 3.3.4 不同噴射壓力對油膜的影響43-46
• 3.3.5 不同壁面溫度對油膜的影響46-49
• 3.3.6 不同空氣流速對油膜的影響49-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 4 高壓多孔噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)研究53-67
• 4.1 噴霧碰壁模型驗證53-57
• 4.1.1 單孔自由噴霧模擬53-55
• 4.1.2 多孔自由噴霧模擬55-56
• 4.1.3 多孔噴霧碰壁模擬56-57
• 4.2 各種影響因素分析57-65
• 4.2.1 噴射壓力的影響58-60
• 4.2.2 噴射壓力和壁面溫度的共同影響60-62
• 4.2.3 環(huán)境壓力的影響62-65
• 4.3 本章小結(jié)65-67
• 5 動網(wǎng)格運動下的附壁油膜研究67-75
• 5.1 動網(wǎng)格再生方法67-68
• 5.2 In-cylinder模型68
• 5.3 幾何模型及網(wǎng)格劃分68-69
• 5.4 影響因素分析69-73
• 5.4.1 噴油定時的影響70-72
• 5.4.2 噴射壓力的影響72-73
• 5.5 本章小結(jié)73-75
• 6 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 結(jié)論75-76
• 6.2 工作展望76-77
• 參考文獻77-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況81-82
• 致謝82-83

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機中噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：266661