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  本文關(guān)鍵詞：液滴蒸發(fā)一維數(shù)學(xué)模型及其在二甲醚噴霧中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華中科技大學(xué)》 2007年

二甲醚超臨界蒸發(fā)的一維數(shù)值模擬

趙衛(wèi)東  

【摘要】： 液滴蒸發(fā)是內(nèi)燃機(jī)噴霧過程中一個(gè)基本的子過程,燃油蒸氣的濃度和在燃燒室內(nèi)的時(shí)空分布對(duì)可燃混合氣的形成以及后續(xù)的燃燒過程都有重要影響。近年來隨著增壓技術(shù)的發(fā)展,內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)壓力呈現(xiàn)逐步升高的趨勢(shì),以致達(dá)到或者超過燃料的臨界值。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)液滴蒸發(fā)的研究重點(diǎn)之一,就是高壓下的蒸發(fā)。伴隨高壓化學(xué)熱力學(xué)和數(shù)值新方法的發(fā)展,液滴高壓蒸發(fā)理論也取得了較大的進(jìn)展。蒸發(fā)過程中液滴界面的內(nèi)移、氣體的非理想效應(yīng)和高壓多組分相平衡已成為蒸發(fā)模型中必須考慮的因素。 本文基于瞬態(tài)氣液相控制方程,建立了超臨界工況下二甲醚蒸發(fā)的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行了數(shù)值求解。詳細(xì)考慮了高壓下的非理想氣體效應(yīng)、液滴表面熱動(dòng)力相平衡、環(huán)境氣體的可溶性、流體熱物性的高壓修正以及耦合效應(yīng)等。計(jì)算結(jié)果表明,高壓下氣體溶解顯著增強(qiáng),相變焓明顯偏離蒸發(fā)潛熱,d~2律已不能準(zhǔn)確描述液滴蒸發(fā)現(xiàn)象,液滴表面溫度一直處于上升狀態(tài),甚至可以達(dá)到臨界點(diǎn);而且,隨著壓力的上升,耦合效應(yīng)對(duì)蒸發(fā)的影響逐漸增強(qiáng)。 同時(shí)對(duì)比分析了燃燒CFD模擬中的液滴蒸發(fā)子模型。重點(diǎn)對(duì)比了液相的零維熱傳導(dǎo)模型和一維熱傳導(dǎo)模型、氣相的經(jīng)典薄膜模型和Sirignano修正薄膜模型、不同物性計(jì)算法則的差別。計(jì)算結(jié)果表明,液相熱傳導(dǎo)模型選取對(duì)液滴蒸發(fā)的快速升溫階段影響較大;不同氣液模型描述的液滴蒸發(fā)特性的差異隨環(huán)境壓力或者環(huán)境溫度的升高,均有增大的趨勢(shì)。基于液滴零維和一維傳熱蒸發(fā)模型,結(jié)合虛擬液滴空間溫度分布函數(shù),通過數(shù)學(xué)推導(dǎo),本文提出液滴修正零維蒸發(fā)模型。經(jīng)由對(duì)比分析,新模型保持了零維模型計(jì)算的高效性,并提高了零維模型的計(jì)算準(zhǔn)確性。對(duì)于液滴的跨臨界蒸發(fā),本文分析了不同跨臨界蒸發(fā)模型,并探討了液滴二次破碎對(duì)蒸發(fā)的影響。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TK401
【目錄】：

摘要4-5

Abstract5-9

1 緒論9-15

1.1 液滴高壓蒸發(fā)的研究現(xiàn)狀9-12

1.2 內(nèi)燃機(jī)代用燃料的研究現(xiàn)狀12-13

1.3 本課題的主要內(nèi)容13-15

2 流體高壓熱物理性質(zhì)15-35

2.1 流體高壓氣液相平衡15-25

2.2 流體熱物理性質(zhì)高壓修正25-34

2.3 本章小節(jié)34-35

3 靜止液滴高壓蒸發(fā)建模與分析35-49

3.1 靜止液滴高壓蒸發(fā)的數(shù)學(xué)模型35-38

3.2 數(shù)值計(jì)算方法38-42

3.3 蒸發(fā)模擬結(jié)果42-47

3.4 本章小結(jié)47-49

4 蒸發(fā)子模型對(duì)比分析49-65

4.1 蒸發(fā)子模型描述49-56

4.2 不同子模型高壓蒸發(fā)的模擬56-59

4.3 修正零維模型的推導(dǎo)與計(jì)算分析59-61

4.4 液滴跨臨界蒸發(fā)模型與分析61-63

4.5 本章小節(jié)63-65

5 工作總結(jié)與展望65-67

5.1 工作總結(jié)65-66

5.2 工作展望66-67

致謝67-68

參考文獻(xiàn)68-73

附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄73

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【參考文獻(xiàn)】

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9 王娜;柴油機(jī)燃用二甲醚/非標(biāo)重柴油的燃燒仿真研究[D];太原理工大學(xué);2011年

10 陳征;二甲醚/甲醇雙燃料均質(zhì)壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)研究[D];廣西大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：液滴蒸發(fā)一維數(shù)學(xué)模型及其在二甲醚噴霧中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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