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(nèi)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(jié)果表明:降低背壓有利于噴嘴內(nèi)部空化的形成與發(fā)展,但會導(dǎo)致噴嘴喉部有效流通面積減小,流動阻力增加,質(zhì)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(dǎo)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(nèi)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(nèi)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(jié)....

圖2網(wǎng)格無關(guān)性驗證

質(zhì)量流量以及空化是基于Qiu等[8]的光學(xué)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(guān)性的驗證．網(wǎng)格數(shù)達到5×105時，計算結(jié)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(zhì)量流量結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進行比較....

圖3質(zhì)量流量驗證

圖2網(wǎng)格無關(guān)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(jié)果進行比較，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果很好地呈現(xiàn)了噴嘴內(nèi)空化的詳細過程，試驗中代表空化的陰影區(qū)域與模擬結(jié)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