在全球化石能源日益枯竭與環(huán)境法規(guī)日趨嚴格的形式下,研發(fā)高效低污染的發(fā)動機至關重要。新概念發(fā)動機的提出和實現(xiàn)使高噴射壓力、高增壓、高背壓等技術措施被廣泛應用。而對于大多數(shù)烴類燃料的臨界壓力主要分布在1.5-3.0 MPa的范圍內,內燃機的噴霧和霧化環(huán)境已接近或者超過燃油的臨界點。因此有必要對內燃機氣缸內燃油在跨臨界及超臨界狀態(tài)下的噴射霧化和蒸發(fā)過程進行深入的研究與探索。本文應用大渦模擬和分子動力學模擬方法對跨臨界/超臨界射流,以及界面現(xiàn)象進行深入探討,以期從宏觀和微觀上對超臨界流體與周圍流體的混合特性與規(guī)律獲得比較深入的了解。本文主要開展的工作及結論如下:（1）對PISO算法做適當?shù)男薷?納入真實流體狀態(tài)方程和非常規(guī)的輸運系數(shù),使其適應于跨臨界/超臨界射流的研究,并用一維激波管以及二維噴管對其進行驗證。計算表明,對算法的改進可以用于跨臨界/超臨界射流的模擬研究。之后對跨臨界/超臨界液氮射流進行雷諾平均模擬研究,重點考察了立方形PR與SRK狀態(tài)方程和湍流模型對射流特性的影響。（2）運用大渦模擬方法對低溫液氮射流進行數(shù)值模擬,主要研究了跨臨界/超臨界工況、偽臨界點和環(huán)境壓力對超臨界射流的影響... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１環(huán)境壓力對射流的影響［１９］（圖中數(shù)字表示Ｐｒ＝Ｐ／Ｐｃ）??Ｆｉｇ．?１．１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｎ?ｊｅｔ［１９］?（?Ｐｒ＝Ｐ／Ｐｃ?）??

線（圖〗．３）。當流體狀態(tài)變化跨越Ｗｉｄｏｍ線時，其熱物性和輸運特性會發(fā)生急劇變化，??其等壓比熱達到最大值，而輸運系數(shù)為最小。此時，超臨界流體從類似于液體變?yōu)轭愃??于氣體，此即所謂偽沸騰現(xiàn)象（如圖１．４）。此時微小的溫度改變都會引起射流特性的??很大變化。僅當壓力遠遠超過臨界壓力時，偽沸騰現(xiàn)象才會消失。因此，即使同樣噴入??超臨界環(huán)境，跨臨界／超臨界噴射與高超臨界噴射在射流動力特征與霧化特性方面也有??很大區(qū)別。偽臨界溫度即是指在超臨界狀態(tài)下，流體定壓比熱達到最大值時所對應的溫??度。??－４?－??

?／?！?ｐｏｉｎｔ??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??圖１．２四類超臨界射流示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｆｏｕｒ?ｔｙｐｅｓ?ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ?ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ??１．２．３偽沸騰現(xiàn)象簡介??偽沸騰（Ｐｓｅｕｄｏ－ｂｏｉｌｉｎｇ）是跨／超臨界流體流動中一個特有的現(xiàn)象，雖然早己被發(fā)現(xiàn)，??但僅僅是近幾年才引起學術界的重視。傳統(tǒng)的觀點認為當流體的熱力學狀態(tài)超過其臨界??點后，液體與氣體之間的區(qū)別不復存在，而成為均一的超臨界流體，其密度接近液體而??輸運性質類似氣體。但新近的研究［１１，３３］表明，超臨界流體狀態(tài)并非均勻分布的，而是很??類似于亞臨界狀態(tài)，可以劃分為兩個不同的區(qū)域，即一個與液體相似的區(qū)域和一個與氣??體相似的區(qū)域。這兩個區(qū)域由亞臨界的氣液共存線的延長線為分界線，即所謂Ｗｉｄｏｍ??線（圖〗．３）。當流體狀態(tài)變化跨越Ｗｉｄｏｍ線時，其熱物性和輸運特性會發(fā)生急劇變化，??其等壓比熱達到最大值，而輸運系數(shù)為最小。此時，超臨界流體從類似于液體變?yōu)轭愃??于氣體

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3304237