【摘要】：隨著日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題,污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格,降低污染物排放已成為高性能燃?xì)廨啓C(jī)的必備要求。而燃油霧化質(zhì)量作為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室最重要的性能指標(biāo)之一,具有很重要的研究意義。按是否過熱可分為液體射流破碎霧化和閃蒸霧化。其中閃蒸霧化過程涉及低揮發(fā)分物質(zhì)氣化并在液滴內(nèi)產(chǎn)生氣泡,增加了氣液兩相作用,強(qiáng)化了液滴破碎,可有效改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性。由于目前對(duì)于閃蒸霧化機(jī)理和各影響控制因素缺乏系統(tǒng)研究。本文對(duì)兩種液態(tài)燃料的閃蒸霧化特性進(jìn)行研究,首先實(shí)驗(yàn)研究了水/乙醇溶液閃蒸霧化宏觀形態(tài)和粒度特性。由于不同種類燃料閃蒸噴霧具有相似性,參照實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用數(shù)值模擬分析研究了柴油閃蒸霧化特性以及對(duì)燃燒室燃燒特性的影響規(guī)律。主要工作內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)并搭建閃蒸霧化實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)比分析閃蒸霧化與普通霧化的噴霧形態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):閃蒸霧化主要作用在一定范圍內(nèi),噴霧液滴分布存在清晰的高、低濃度分界,即噴霧近場(chǎng)液滴分布稀疏,距離噴嘴越遠(yuǎn)液滴越多,并且噴霧束由空心圓錐變?yōu)閷?shí)心錐。(2)利用激光粒度儀測(cè)量水/乙醇溶液發(fā)生閃蒸時(shí)的噴霧粒徑,對(duì)比分析噴射溫度、噴射壓力、摻混比例等因素對(duì)閃蒸霧化的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):增大噴射壓力、提高燃油溫度、增加摻混比例都可以強(qiáng)化閃蒸霧化效果,獲得更均勻細(xì)化的霧場(chǎng)。(3)通過數(shù)值模擬對(duì)柴油閃蒸霧化規(guī)律和燃燒特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明:柴油閃蒸霧化噴霧束前端和邊緣分布低濃度的燃油,尾部形成高濃度燃油區(qū)。將閃蒸霧化應(yīng)用到燃燒室中,增大燃油蒸發(fā)量,降低了主燃區(qū)的最高溫度,但由于閃蒸霧化“微爆效應(yīng)”增大氣液擾動(dòng),高溫區(qū)分布不對(duì)稱。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TK471
【圖文】：

第 1 章 緒論第1章 緒論目的和意義機(jī)自 20 世紀(jì) 30 年代發(fā)明并實(shí)用，由于具有體積小、重量輕、單機(jī)機(jī)動(dòng)性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航海、航空、石油化工等領(lǐng)域。源和環(huán)境污染問題，世界各國(guó)陸續(xù)公布更為嚴(yán)格的燃機(jī)污染物排展雖然起步較晚，但污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格[1]。最新國(guó)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)(CAEP8)要求 NO 排放在 CAEP6 基礎(chǔ)上再減低排放燃燒室設(shè)計(jì)是燃?xì)廨啓C(jī)主要發(fā)展方向之一[2]。圖 1.1 為國(guó)NOx 排放標(biāo)準(zhǔn)和 NASA 低污染計(jì)劃目標(biāo)[3]。

圖 1.2 不同 W e數(shù)下液滴破碎發(fā)展過程[8] 6 <We <80）形液滴擴(kuò)展為袋子形狀，Rayleigh 不穩(wěn)定波袋狀破碎。發(fā)展過程如圖中 a 所示。碎（ 80 <We <350）體與液體間相對(duì)速度差增加，根據(jù)公式相應(yīng)前端面剝離出極薄的葉片，Kelvin-Helmhol大量小液滴。整個(gè)發(fā)展過程如圖中 b 所示。 We >350） 不穩(wěn)定波中的小波長(zhǎng)擾動(dòng)波促使液滴表面產(chǎn)中的大波長(zhǎng)擾動(dòng)波促使波瓣爆炸式破碎，即示。

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本文編號(hào)：2736248