【摘要】：本文為探究液體射流破碎的失穩(wěn)和首次霧化過程,采用大規(guī)模的計算網(wǎng)格,引入了一種結合VOF(Volume of Fluid)界面流模擬方法和有界壓縮格式的直接數(shù)值模擬方法,追蹤射流氣液兩相之間的界面演化。首先模擬了以0.415m/s和1.04m/s的速度進入靜止空氣的兩個低速液體圓射流。將低速射流的界面發(fā)展分為射流形成階段、核心增長階段和穩(wěn)定階段,分別考察了三個階段內(nèi)射流破碎的動力學現(xiàn)象,計算得到的射流破碎長度均值與經(jīng)驗值相近。驗證了本文采用的數(shù)值模擬技術方法在模擬射流破碎過程時具有高精度和高可靠性。進一步研究了速度為30m/s的高速燃油圓射流破碎過程,計算捕捉到了射流破碎引起的液絲和液滴與復雜流場結構的演化過程,以供開展動力學特性研究。研究分析了射流頭部和液柱核心的形態(tài)變化過程,揭示了射流液體與周圍空氣兩相之間的相互作用機理。分析指出射流前鋒最先受到擾動,在空氣動力作用下扭曲變形并產(chǎn)生細小的液絲和液滴。擾動借助氣相和液相兩種方式向上游傳遞,對射流的破碎進程產(chǎn)生促進作用。隨著射流失穩(wěn)和破碎程度加深,流場高度紊亂,氣液混合程度進一步提高�？疾炝松淞魇状纹扑闀r頭部抽絲的動力學機制,以及液絲在周圍氣體影響下演變并產(chǎn)生液滴的若干機制。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V231
【圖文】：

霧化噴口技術。該技術有助于燃燒室內(nèi)部燃油霧化更均勻，氣液混合更充分，使燃燒效果大幅逡逑提升。２０世紀９０年代，世界著名發(fā)動機設計制造商提出了“綠色”發(fā)動機的概念ｍ。目前，逡逑先進的低排放發(fā)動機主要通過燃油分級分區(qū)霧化技術來實現(xiàn)高效能低排放，典型結構如圖１．３逡逑所示。逡逑主流路進氣逡逑邐？？？逡逑人邐＼＾主釀kw火焰區(qū)逡逑主燃級燃油邋＇二參一’逡逑＼邐＼邋交疊區(qū)逡逑副流路進氣＼栜級回流區(qū)逡逑預燃級燃油射流逡逑■NB±栥燃油射流逡逑圖１．３邋ＴＡＰＳ燃燒室頭部燃油射流通道［８］逡逑在航空發(fā)動機領域，典型的低排放燃燒技術和燃燒室有：應用在ＴＡＬＯＮ（邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｆｏｒ逡逑Ａｄｖａｎｃｅｄ邋Ｌｏｗ邋ＮＯｘ）系列低排放燃燒室［９］上的富油燃燒／淬熄／貧油燃燒技術（Ｒｉｃｈ逡逑ｂｕｒｎ－Ｑｕｅｎｃｈ－Ｌｅａｎ邋ｂｕｒｎ，簡稱邋ＲＱＬ邋），應用于雙環(huán)預混旋流（Ｔｗｉｎ邋Ａｎｎｕｌａｒ邋Ｐｒｅｍｉｘｉｎｇ邋Ｓｗｉｒｌｅｒ，逡逑簡稱ＴＡＰＳ邋）燃燒室［１Ｇ１上的貧油預混預蒸發(fā)燃燒技術（Ｌｅａｎ邋Ｐｒｅｍｉｘｅｄ邋Ｐｒｅｖａｐｏｒｉｚｅｄ，簡稱ＬＰＰ），逡逑２逡逑

邐５．０逡逑ＮＯｘ（ｌｂ／ｄ）逡逑圖１．２每日民航客機ＮＯｘ產(chǎn)生量分布圖［６］逡逑由于發(fā)動機燃燒室是航空污染物的來源，若要降低污染物排放，低排放燃燒室的設計就成逡逑為了關鍵。低污染發(fā)動機技術始于２０世紀７０年代，從提出至今已經(jīng)過四十多年的理論、試驗逡逑的發(fā)展和實際應用。２０世紀８０年代，產(chǎn)生了富油燃燒和貧油燃燒的兩種概念，并出現(xiàn)了氣動逡逑霧化噴口技術。該技術有助于燃燒室內(nèi)部燃油霧化更均勻，氣液混合更充分，使燃燒效果大幅逡逑提升。２０世紀９０年代，世界著名發(fā)動機設計制造商提出了“綠色”發(fā)動機的概念ｍ。目前，逡逑先進的低排放發(fā)動機主要通過燃油分級分區(qū)霧化技術來實現(xiàn)高效能低排放，典型結構如圖１．３逡逑所示。逡逑主流路進氣逡逑邐？？？逡逑人邐＼＾主釀kw火焰區(qū)逡逑主燃級燃油邋＇二參一’逡逑＼邐＼邋交疊區(qū)逡逑副流路進氣＼栜級回流區(qū)逡逑預燃級燃油射流逡逑■NB±栥燃油射流逡逑圖１．３邋ＴＡＰＳ燃燒室頭部燃油射流通道［８］逡逑在航空發(fā)動機領域，典型的低排放燃燒技術和燃燒室有：應用在ＴＡＬＯＮ（邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｆｏｒ逡逑Ａｄｖａｎｃｅｄ邋Ｌｏｗ邋ＮＯｘ）系列低排放燃燒室［９］上的富油燃燒／淬熄／貧油燃燒技術（Ｒｉｃｈ逡逑ｂｕｒｎ－Ｑｕｅｎｃｈ－Ｌｅａｎ邋ｂｕｒｎ

表征慣性力與表面張力之比的Ｗｅ數(shù)，表征慣性力、粘性力和表面張力相互關系的Ｏｈ逡逑數(shù)，這三個參數(shù)相結合作為研究射流破碎的參數(shù)準則，用以確定不同的射流破碎形式。根據(jù)逡逑Ｒｅｉｔｚ等人的理論，不同參數(shù)的液體射流具有不同的破碎模式，如圖１．４所示，主要分為四個逡逑階段：逡逑①

【參考文獻】

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本文編號：2755419