發(fā)布時間：2024-12-11 03:25

　　近年來,納米流體燃料作為一種新型的高含能燃料逐漸受到關(guān)注,其具有優(yōu)良的傳熱、傳質(zhì)和光學(xué)特性、高的燃燒熱值、以及良好的儲運性能,因此在內(nèi)燃機(jī)、液體火箭發(fā)動機(jī)和航空發(fā)動機(jī)等動力裝置中具有巨大的應(yīng)用潛力。但在這些動力裝置中納米流體燃料的基本燃燒模式均為液滴燃燒,因此納米流體燃料液滴的形成和脫落是其燃燒特性研究的重要前提之一。相對于基液燃料,納米流體燃料物性參數(shù)發(fā)生了較大的改變,其中粘性、密度、表面張力的改變顯著影響形成液滴的尺寸、形狀和液滴脫落時間、頸部尺寸、表面波參數(shù)及“衛(wèi)星”液滴尺寸和數(shù)量等。本文以納米鋁-乙醇、納米鋁-柴油納米流體燃料為研究對象,針對納米流體燃料液滴形成和脫落中的基本問題進(jìn)行研究。搭建基于壓力推動毛細(xì)管末端液滴形成與脫落特性研究的實驗裝置系統(tǒng),通過微泵精確控制納米流體燃料的流量,采用合適的光源對液滴進(jìn)行照明,采用高速攝像儀拍攝液滴形成和脫落的過程,通過數(shù)字圖像采集、分析與處理,提取特征參數(shù)并進(jìn)行統(tǒng)計分析。在自然對流作用下,液滴形成和脫落的典型過程包括球冠、半球和保齡球狀的增長,頸部液橋形成、拉伸和多次斷裂,以及底部主液滴下落、中部“衛(wèi)星”液滴形成和上端流體收縮等。液滴形成...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 納米流體
        1.1.1 納米流體的能量傳遞
            1.1.1.1 納米流體的導(dǎo)熱特性
            1.1.1.2 納米流體的對流與換熱特性
            1.1.1.3 納米流體的光學(xué)特性
    1.2 納米流體的能量儲存特性
    1.3 納米流體燃料
        1.3.1 納米流體燃料的燃燒特性
        1.3.2 納米流體燃料液滴分散特性
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
2 納米流體燃料液滴的形成及脫落機(jī)理
    2.1 引言
    2.2 液滴形成和脫落過程
        2.2.1 滴狀
        2.2.2 過渡態(tài)
        2.2.3 射流
    2.3 液滴形成和脫落模型
        2.3.1 低速圓柱液體破碎的線性穩(wěn)定性理論
        2.3.2 液滴形成與脫落的控制方程
    2.4 納米流體燃料的重要物性參數(shù)
        2.4.1 導(dǎo)熱系數(shù)
            2.4.1.1 納米粒子改變基礎(chǔ)液體結(jié)構(gòu)
            2.4.1.2 納米粒子微運動強(qiáng)化導(dǎo)熱系數(shù)的作用
        2.4.2 粘性系數(shù)
        2.4.3 密度
    2.5 納米流體燃料的穩(wěn)定性分析
        2.5.1 熱力學(xué)因素
        2.5.2 動力學(xué)因素
    2.6 納米流體燃料改性方法
        2.6.1 化學(xué)處理方法
            2.6.1.1 添加表面活性劑
            2.6.1.2 改變PH值
            2.6.1.3 納米粒子的表面改性
        2.6.2 物理處理方法
            2.6.2.1 超聲波處理
            2.6.2.2 均質(zhì)化處理
    2.7 本章小結(jié)
3 納米流體燃料的制備及物性參數(shù)測試
    3.1 引言
    3.2 納米流體制備方法
    3.3 納米流體燃料的制備
        3.3.1 納米鋁燃料顆粒
        3.3.2 乙醇和柴油基液燃料
    3.4 含鋁納米流體燃料的制備
    3.5 納米流體燃料的物性參數(shù)
        3.5.1 密度
        3.5.2 納米流體燃料的表面張力
    3.6 本章小結(jié)
4 納米流體燃料液滴的形成和脫落實驗系統(tǒng)裝置
    4.1 引言
    4.2 實驗系統(tǒng)裝置
        4.2.1 實驗方法及實驗系統(tǒng)裝置
        4.2.2 液滴發(fā)生系統(tǒng)
        4.2.3 背光光源照明系統(tǒng)
        4.2.4 圖像采集和處理系統(tǒng)
    4.3 本章小結(jié)
5 乙醇-鋁納米流體燃料液滴的形成和脫落實驗研究
    5.1 引言
    5.2 納米流體燃料液滴的形成和脫落過程
        5.2.1 滴狀液滴縮頸和脫落
        5.2.2 回潤現(xiàn)象
        5.2.3 過渡態(tài)
        5.2.4 射流
    5.3 流體流動速度對液滴形成和脫落的影響
    5.4 粒子載荷率對液滴形成和脫落的影響
    5.5 毛細(xì)管管徑對液滴形成和脫落的影響
    5.6 本章小結(jié)
6 柴油-鋁納米流體燃料液滴的形成和脫落實驗研究
    6.1 引言
    6.2 液滴形成過程
        6.2.1 基液對納米流體液滴形成與脫落的影響
        6.2.2 由單顆液滴形成到射流初現(xiàn)的漸變過程
        6.2.3 低速相鄰液滴融合
    6.3 毛細(xì)管管徑對液滴形成和脫落的影響
    6.4 納米鋁顆粒對柴油基液液滴形成與脫落的影響
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 文結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 課題展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：4016108