發(fā)布時(shí)間：2021-01-01 19:51

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,能源形勢(shì)和環(huán)境問題日益嚴(yán)峻。尤其是最近幾年空氣污染及其治理問題已經(jīng)受到了全社會(huì)的關(guān)注。以石化燃料為動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī),尤其是柴油機(jī)的尾氣排放顆粒物被認(rèn)為是大氣中細(xì)顆粒物的主要來源之一。發(fā)展高效低污染的發(fā)動(dòng)機(jī)成為內(nèi)燃機(jī)行業(yè)目前發(fā)展的一個(gè)重要方向。高壓燃油噴射霧化技術(shù)被認(rèn)為是提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率、降低缸內(nèi)燃燒階段顆粒物形成的重要手段之一。目前,柴油機(jī)燃油噴射壓力在不斷提高,超高壓燃油噴射技術(shù)將很可能應(yīng)用到未來柴油機(jī)上,成為先進(jìn)柴油機(jī)的特征之一。目前,人們對(duì)超高壓燃油噴霧機(jī)理的認(rèn)識(shí)還非常不足。超高壓燃油的噴霧特性、霧化機(jī)理、試驗(yàn)/理論/數(shù)值模擬方法、數(shù)學(xué)建模等方面都亟待研究和理解。本文針對(duì)超高壓燃油噴射霧化數(shù)值仿真研究中需要用到的液滴破碎模型展開研究。首先,對(duì)目前廣泛應(yīng)用在高壓燃油霧化模擬中的KH-RT（Kelvin-Helmholtz Rayleigh-Taylor）液滴破碎模型的預(yù)測(cè)性能進(jìn)行了分析。具體研究?jī)?nèi)容包括:（1）基于噴霧試驗(yàn)結(jié)果對(duì)KH-RT液滴破碎模型進(jìn)行了校準(zhǔn)。結(jié)合宏觀噴霧特性與微觀噴霧液滴粒徑的試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)模型中的關(guān)鍵常數(shù)進(jìn)行了校準(zhǔn)。（2）分析了校準(zhǔn)后的... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３噴霧特性參數(shù)示意圖??Ｆｉ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｒａｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ??

宏觀特性參數(shù)主要包括：噴霧貫穿距離、噴霧錐角。而微觀特性主要指??噴霧場(chǎng)中的局部參數(shù)以及液滴平均粒徑（包括Ｄ９０、Ｄ５０、Ｄ３２和Ｄ１０）。其中Ｄ３２??又稱為索特平均粒徑（Ｓａｕｔｅｒ?ｍｅａｎ?ｄｉａｍｅｔｅｒ，ＳＭＤ）（圖１．３）。??一－【，＇■一乂?啗霧錐角??？．？一ｆ??———?噴？貫穿距離?—?；??圖１．３噴霧特性參數(shù)示意圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｐｒａｙ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ??（ｉ）噴霧貫穿距離??噴霧貫穿距離定義為燃油噴霧頭部液滴距離噴孔出口的距離。Ｈｉｒｏｙａｓｕ等人［１６］??通過大量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了高壓燃油噴霧貫穿距的經(jīng)驗(yàn)公式。Ｈｉｒｏｙａｓｕ等人通過研??宄指出高壓燃油噴霧的貫穿距離發(fā)展具有典型的兩階段特征（噴霧初期為線性發(fā)??展階段，當(dāng)噴霧達(dá)到特征模型時(shí)間尺度之后便進(jìn)入速度衰減的指數(shù)發(fā)展階段）。??３??

面波增長(zhǎng)失穩(wěn)類的破碎模型。ＫＨ－ＲＴ模型在ＷＡＶＥ模型基礎(chǔ)上整合了?ＲＴ失穩(wěn)機(jī)??制。ＲＴ失穩(wěn)機(jī)制是存在密度差的液體存在沿密度差法線的減速運(yùn)動(dòng)而引起的流動(dòng)??失穩(wěn)現(xiàn)象（圖１．６）。??ＫＨ剪切不穩(wěn)定???ｆ：；＇：：７?Ｉ?Ｕ?ｒｌ??Ｌ??圖１．６?ＫＨ－ＲＴ模型的基本思路??Ｆｉｇ．?１．６?Ｔｈｅ?ｂａｓｉｃ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＫＨ－ＲＴ?ｍｏｄｅｌ??ＲＴ最不穩(wěn)定表面波長(zhǎng)［７７］八＃和ＣＶ分別為：??？（１．６）??恩嘗］?（Ｌ７）??液滴運(yùn)動(dòng)的加速度根據(jù)球體運(yùn)動(dòng)阻力模型求解－？??－?＝?（１．８）??８?ｐ，ｒ??ＲＴ破碎的特征時(shí)間和液滴半徑分別為：??ｒＲＴ＝－＾￣?（１．９）??ｒＲＴ?＝?＼ｃ３ＡＲＴ?（Ｌ１〇）??２００８?年，Ｃｈａｌｍｅｒｓ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｏｆ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，?Ｆｅｎｇ?Ｔａｏ，?Ｐａｒ?Ｂｅｒｇｓｔｒａｎｄ＿［７８］米用??ＫＨ－ＲＴ模型和ＰａＳＲ湍流燃燒模型對(duì)超高壓噴霧燃燒過程進(jìn)行了仿真研究。??己有的眾多研究表明，ＫＨ－ＲＴ破碎模型在預(yù)測(cè)高壓燃油霧化問題是具有較好??＇的精度（圖１．７和圖１．８）。模型對(duì)不同噴霧環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)［７９］＿［８１］。Ｓ．?Ｓｏｍ，??Ｓ．Ｋ．?Ａｇｇａｒｗａｌ等人［８２］在ＫＨ－ＲＴ模型的基礎(chǔ)上考慮了噴孔內(nèi)流和脈動(dòng)的影響提出??了修改模型，以更好的適應(yīng)高壓燃油噴射的影響。??則跳?１（１??４１?Ｈｊ?＝?ｒ，：??■Ｊ：；：國?ｌ?：??？?圖?ｊ４；??ｔ?＼?？丨

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于LES-WAVE模型的燃油噴射霧化數(shù)值模擬[J]. 王黎輝,杜雨辰,晏飛,張建,劉博,劉辰朋.  機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2017(02)
[2]超聲速氣流中液體橫向射流霧化破碎模型改進(jìn)[J]. 楊東超,朱衛(wèi)兵,孫永超,陳宏.  推進(jìn)技術(shù). 2017(02)
[3]超高壓燃油噴霧特性及誘導(dǎo)激波傳播特性的試驗(yàn)研究[J]. 賈濤鳴,虞育松,李國岫.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(10)
[4]耦合噴嘴內(nèi)流歐拉-拉格朗日噴霧模型研究[J]. 何志霞,張亮,王謙,王芬.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2016(01)
[5]高壓噴射對(duì)直噴柴油機(jī)噴霧及燃燒特性影響規(guī)律的仿真研究[J]. 侯玉晶,林學(xué)東,李德剛.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2016(04)
[6]亞網(wǎng)格湍動(dòng)能及湍流彌散效應(yīng)對(duì)燃油噴霧特性的影響[J]. 周磊,解茂昭,賈明,史俊瑞.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2011(01)
[7]利用PLIEF技術(shù)研究超高壓燃油噴霧霧化和混合過程[J]. 郭紅松,蘇萬華,孫田.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2007(06)

博士論文
[1]噴嘴內(nèi)燃油流動(dòng)及其噴射霧化特性研究[D]. 姜光軍.華中科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]柴油機(jī)噴嘴內(nèi)空穴流動(dòng)瞬態(tài)特性及對(duì)噴霧影響的可視化研究[D]. 張正洋.江蘇大學(xué) 2017
[2]耦合噴嘴內(nèi)流的高壓燃油噴霧過程數(shù)值模擬研究[D]. 肖迪.北京交通大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2951891