【摘 要】
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近年来,为降低柴油机排放微粒和氮氧化物、尽可能提高燃油经济性,提高内燃机的燃料转换效率,柴油机喷射雾化的研究成为国内外的研究热点。人们主要通过试验手段对燃油喷射雾
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近年来,为降低柴油机排放微粒和氮氧化物、尽可能提高燃油经济性,提高内燃机的燃料转换效率,柴油机喷射雾化的研究成为国内外的研究热点。人们主要通过试验手段对燃油喷射雾化过程有了一个基本的认识,但是目前所获得的经验公式及模型都作了许多简化或假设,仍有许多问题认识不够深。本文基于理论分析与二维数值模拟相结合的方法,采用VOF方法与大涡模拟,对柴油机燃油高压喷射雾化过程进行分析研究。本文主要内容集中在影响燃油喷雾混合相关过程的机理分析及模型的建立上,并在此基础上进行了喷雾混合过程的二维数值模拟。为深入研究燃油喷雾的雾化机理,本文将雾化问题的研究范围设置在喷嘴内部与定容室内部。采用两相流混合模型的CFD(计算流体力学)模拟方法,对不同条件下喷嘴内部的流动情况进行了二维数值模拟研究,为下一步的燃油喷雾模拟提供了较为详实的边界条件。在分析已有的各种雾化机理假说的基础上,结合近年来国内外对近嘴区域喷雾结构的细致实验观察得出的结论,以及对喷孔流动结构的分析,本文认为,在柴油机燃油喷射雾化中,湍流和空气动力的共同作用是促成射流雾化的动因,并根据各种机理作用区域的不同,将喷雾雾化过程分为一次雾化和二次雾化两个雾化阶段。从体积函数、速度及湍动能的角度出发,本文详细描述了燃油从喷嘴内的连续流到近嘴区域的一次雾化及二次雾化的转变过程。并通过改变射流参数如速度与运动粘性系数,了解了这些参数对雾化过程的影响。
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