乙醇圆柱射流雾化破碎过程的PIV试验研究

在喷雾容弹上利用PIV激光测试系统,研究了容弹背压、容弹温度和喷射脉宽对乙醇圆柱射流破碎雾化的影响。试验结果表明：容弹背压升高,乙醇圆柱射流贯穿距离减小,射流锥角变大;温度由20℃变为60℃时,乙醇运动黏度变小,射流贯穿距离增大,射流锥角略有增加;喷射脉宽的改变对乙醇圆柱射流贯穿距离和射流锥角影响很小,然而大脉宽的乙醇射流雾化困难。     

对二甲醚的喷雾特性研究

对柴油及二甲醚(DME)喷雾贯穿距离以及雾化特性进行了计算、分析和比较,研究了喷射背压、喷射压力和喷孔直径的变化对二甲醚喷雾特性的影响.可知:在相同的缸内背压下,随着喷射压力增加,喷雾贯穿距离增大;喷射背压提高,喷雾贯穿距离减小;喷雾贯穿距离随喷孔直径的增大而增大;其雾化迅速,在相同的贯穿距离下,二甲醚的浓度分布要比柴油的小,沿着轴向浓度降低的速率也快.这说明二甲醚的喷雾贯穿距离以及雾化性能均优于柴油.     

不同温度气体喷射特性的PIV试验研究

研究气体的喷射特性,用于指导发动机燃油供给系统的设计和燃烧室有效组织燃烧。基于粒子图像测速技术(PIV),对不同温度、不同压差下气体喷射的特性进行了对比研究。通过试验分析和图像处理等手段对射流流场及涡结构、气体射流边界扩展、喷嘴轴向流速衰减规律、断面流速分布等进行了总结。试验表明:射流边界呈线性扩展,可用锥角大小来表征其特性,锥角随压差的减小而增大,且增幅明显,温度对其也有一定影响。喷嘴射流的轴向速度与射流距离成反比,而速度的影响面积随射流距离的增大而增大,温度的增大使得相同压差下的轴向速度相应增大,断面流速的分布存在很大的相似性。     

高压水除鳞喷嘴结构参数对喷嘴射流性能的影响

为了进一步研究高压水除鳞喷嘴的射流性能,优化喷嘴的结构参数,选取出口扩张角、锥孔深度、入口收缩角作为参考因素,以喷射角和射流流量作为评价指标,对喷嘴各参考因素对射流性能的影响进行了仿真分析。结合正交试验的方法,对喷嘴各结构参数及其交互作用对其性能影响的显著性及重要性次序进行分析,获得最优的参数组合并对其进行了实验验证。结果表明：出口扩张角的增大会使喷射角减小但会使射流流量增加,锥孔深度的增加可以较为全面地提升喷嘴的射流性能,收缩角的增大会使得喷嘴的射流性能减弱,喷嘴的除鳞效果变差;3个参考因素中锥孔深度是对射流性能影响最大的因素;当出口扩张角为80°、锥孔深度为8 mm、入口收缩角为65°时喷嘴的射流性能最优。通过将参数优化后的喷嘴的实验结果与原始喷嘴的实验结果对比发现,优化后喷嘴的喷射角由原始值35.7°提升至44.1°,射流流量的大小由原始值10.17 L/min提升至28.3 L/min。     

锥角比对双锥药型罩射流成型影响的数值模拟

为了研究双锥药型罩上下锥角比对射流成型质量的影响,通过数值模拟方法研究了不同锥角比双锥药型罩所形成射流的头部最大速度、动能、射流长度和有效射流长度。研究结果表明：锥角比越大,射流头部最大速度越低;上锥角较小时产生的射流动能随锥角比增加而降低,上锥角较大时产生的射流动能随锥角比增加而增加;射流长度和有效射流长度随锥角比的增加而降低。     

关键结构参数对高压除鳞喷嘴性能影响的研究

高压除鳞喷嘴广泛地应用在热轧除鳞工艺中,喷嘴结构参数的变化会对射流性能产生影响。通过数值模拟和实验测试相结合,研究了锥孔深度变化对外部射流的影响。研究表明:锥孔深度增加,射流水喷射角增加、射流速度沿轴向方向衰减变慢,射流距离增加。在相同射流距离下,锥孔深度的增加可以使打击力的大小增大、有效的射流宽度增大。     

回油背压对高压共轨喷油器喷油特性影响的研究

高压共轨喷油器是柴油机高压共轨电控系统中最重要的一个部件,其喷油特性(如喷油器量)的优劣将直接影响发动机的性能表现。喷油器的喷射特性不仅受到喷油器的结构参数的影响,同时在喷射过程中还受到外界工作环境的影响,比如喷油器喷射时发动机缸内的背压,以及喷油器工作时的回油通道中的背压。本文主要对某高压共轨喷油器进行台架试验测试,研究喷油器回油背压对喷油特性的影响,并分析产生影响的原因,为开发新型的燃油喷射系统提供试验数据。     

喷射压力对生物柴油混合燃料喷雾特性的影响

基于KH-RT液滴破碎模型对定容燃烧弹内生物柴油-正丁醇混合燃料的喷雾贯穿距离、喷雾锥角、索特平均粒径、速度场以浓度场进行数值模拟,通过定容燃烧弹试验台架获取的生物柴油-正丁醇混合燃料的喷雾特性对数值模型进行验证,结果表明:随着喷射压力的增加,BD70N30混合燃料的喷雾贯穿距和喷雾锥角增加;索特平均粒径降低;雾束中心...     

燃料喷射方案对大缸径气体燃料发动机混合效果的影响

针对大缸径进气道多点喷射气体燃料发动机大供气量的要求,分别采用单个新型大流量气体燃料喷射装置和多个传统小流量气体燃料喷射装置2种方案实现大流量气体燃料喷射,建立发动机瞬态流体力学计算(Computational Fluid Dynamics,CFD)模型,着重分析2种方案对发动机进气道内、缸内混合效果的影响规律。研究结果表明:多个传统小流量气体燃料喷射装置方案在进气道内产生典型的多孔横向紊动射流,上游射流对下游射流起到保护作用,射流在进气道内贯穿距离越大,气体燃料在进气道的混合距离越长,混合效果越好;多个传统小流量气体燃料喷射装置相对于单个新型大流量气体燃料喷射装置喷射位置上移,是进气道内以及缸内混合效果得到改善的重要因素;多个传统小流量气体燃料喷射装置方案中气体燃料进入气缸的时间有所延迟,在进气道内混合效果近似的情况下,喷孔数的增加会使得缸内混合效果下降。     

基于CFD的柴油机多孔喷油器各孔内部流动特性差异研究

采用混合多相流空穴模型,进行喷孔轴线与针阀轴线夹角各异的多孔喷油器喷嘴内三维气液两相流数值模拟,详细研究多孔喷油器各孔内部流动特性的差异及喷油压力和喷油背压对其影响规律。结果表明:对于喷孔轴线与针阀轴线夹角各异的多孔喷油器,相同喷射条件下,随着喷孔轴线与针阀轴线夹角的增大,喷孔内的空化效应逐渐增强,质量流量和流量系数逐渐降低;随着喷油压力的提高,各孔内的空化效应均逐渐增强,质量流量均逐渐升高,流量系数均逐渐降低;随着喷油背压的提高,各孔内的空化效应逐渐减弱,质量流量逐渐降低,但流量系数却逐渐提高。