燃油温度对单孔柴油机喷嘴内空化流动影响的研究

• 作 者: 王运
• 机 构: 华东理工大学
• 出 处: 华东理工大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 柴油机喷嘴 空化 数值模拟 燃油温度

大量研究表明,柴油机燃油喷嘴中出现的空化现象,能够通过影响燃油喷射雾化效果来提高燃烧充分性,进而达到减少排放又能提高能源利用率的目的。因此,研究喷嘴内部空化现象,把握空化规律十分必要。通过对比论述国内外当下对于喷嘴内部空化现象的研究,作者发现绝大多数研究都少有考虑柴油机实际工作中的燃油温度变化,这一变化对于喷嘴空化的影响并不清楚。本文立足于空化理论和模拟实验结果,探究了燃油温度对喷嘴内部空化现象的影响,对更好地理解空化现象具有一定参考价值,并且对柴油机喷嘴的设计具有一定的指导意义。由于柴油机喷嘴尺寸小,工作压力大,真实实验研究难度较大,因而本文利用数值模拟的方法来模拟柴油机喷嘴内部空化流动,并从空化初生、发展、超空化等方面分析了燃油温度对喷嘴内部空化现象的影响。另外,通过对雷诺数、韦伯数以及出口速度的分析,讨论了其对喷雾的影响。同时,文章就燃油温度对空化的影响机理也进行了探究。此外,文中还单独就喷嘴的几何形状和压力条件对空化的影响进行了研究,并在此基础上进一步分析燃油温度的影响。结果表明：燃油温度对于喷嘴内部空化的影响是存在的。随着温度的升高,喷嘴内部的空化提早出现,其发展程度得以加强；同时发现,一旦到了超空化阶段,温度的影响变得几乎可以忽略。而且,燃油温度对于雷诺数、韦伯数以及出口速度分布和出口湍动能也有着明显的影响,说明提高燃油温度能够改善喷雾质量。而且燃油温度对空化的影响实际上是通过影响燃油物性参数实现的。在空化初生时,燃油温度的影响是饱和蒸气压、燃油黏度和密度的综合作用,而一旦空化产生,该影响可以认为主要是通过对燃油黏度的影响实现的；另外发现,表面张力系数对于空化几乎没有影响。此外,柴油机喷嘴的几何形状和工作压力变化对于空化的影响也是十分显著的。