在Open FOAM的框架下,采用多流體模型和大渦模擬方法研究不同背壓對噴嘴內流和射流破碎的影響.利用已修正的空化模型考慮了空化現(xiàn)象,利用界面壓縮法對兩相界面進行捕捉,進而分析燃油的一次破碎過程.結果表明:降低背壓有利于噴嘴內部空化的形成與發(fā)展,但會導致噴嘴喉部有效流通面積減小,流動阻力增加,質量流量降低.射流破碎中氣/液相界面處氣/液兩相存在很大的速度差,導致產(chǎn)生很強的阻力,大大促進了一次破碎過程中主噴霧區(qū)和蘑菇頭的破碎.背壓越高,空氣密度越大,則燃油受到的阻力越大,液柱破碎越劇烈且射流破碎角越大.因此,同時提高噴射壓力和背壓可以促進燃油與空氣的混合,也可以有效抑制空化來避免空蝕現(xiàn)象以及流量系數(shù)降低,從而延長噴嘴的使用壽命.

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【部分圖文】：

圖5高壓下射流破碎驗證

圖4空化現(xiàn)象驗證2.2大渦模擬的有效性

圖1“sprayC”噴嘴的幾何模型

為研究具有本模型實際尺寸的單孔柴油噴射器的噴嘴內流和射流破碎，使用了Westlye等[15]的“sprayC”噴嘴，該噴嘴易于使噴嘴內流產(chǎn)生空化現(xiàn)象．“sprayC”噴嘴的幾何模型(計算域)和邊界條件如圖1所示．“sprayC”噴嘴的參數(shù)和計算條件見表1．雖然噴嘴呈軸對稱結....

圖2網(wǎng)格無關性驗證

質量流量以及空化是基于Qiu等[8]的光學噴嘴試驗進行驗證的，背壓為0.3MPa．圖2給出了噴射壓力為3MPa時網(wǎng)格無關性的驗證．網(wǎng)格數(shù)達到5×105時，計算結果受網(wǎng)格數(shù)影響已經(jīng)很小，因而空化驗證采用5×105網(wǎng)格數(shù)．將不同入口壓力下的數(shù)值模擬的質量流量結果與試驗數(shù)據(jù)進行比較....

圖3質量流量驗證

圖2網(wǎng)格無關性驗證圖4為3種典型空化階段的模擬和試驗對比，包括空化初生階段、空化發(fā)展階段和超空化階段．將模擬的空化圖像與試驗結果進行比較，發(fā)現(xiàn)模擬結果很好地呈現(xiàn)了噴嘴內空化的詳細過程，試驗中代表空化的陰影區(qū)域與模擬結果中的空化區(qū)域一致．因此，修正的混合空化模型很好地捕捉了包括3....

本文編號：3905532