內(nèi)混式空氣助力噴嘴噴霧特性的試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、燃油的噴霧特性對內(nèi)燃機(jī)可燃混合氣的形成及后續(xù)燃燒過程有重要影響,是決定內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放性的關(guān)鍵。然而,燃油的噴射與霧化是一個瞬態(tài)過程,這給實(shí)驗(yàn)研究燃油的噴霧特性帶來了巨大的困難。近年來,研究者越來越傾向于采用數(shù)值計算的方法研究噴霧過程,與試驗(yàn)研究相比,數(shù)值模擬具有可預(yù)先研究、不受試驗(yàn)條件限制、信息豐富、成本低和周期短等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文在長安大學(xué)噴霧實(shí)驗(yàn)室,自行設(shè)計搭建了恒壓水射流實(shí)驗(yàn)臺,使用馬爾文激光粒度儀 Spray

2、tec2000,對內(nèi)混式空氣助力噴嘴在相同水流量(20L/h)、不同壓縮空氣壓力(0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa)下液體射流的噴霧特性進(jìn)行了測量。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立了噴嘴及噴霧場區(qū)域的三維幾何模型,并使用ICEM CFD對幾何模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分。采用數(shù)值分析方法,對內(nèi)混式空氣助力噴嘴液體射流的噴霧特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。
　　研究結(jié)果表明:采用液滴碎裂模型中的 WAVE模型和噴嘴模型中的 CONE模型時,模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果

3、吻合的較好,誤差最大為14.3％。在本文試驗(yàn)條件下,隨著壓縮空氣壓力的增加,液滴直徑不斷減小,證明空氣助力對液體射流的碎裂有明顯的改善作用;但當(dāng)壓縮空氣壓力升高到一定值時,噴嘴出口處的氣體流速已經(jīng)達(dá)到當(dāng)?shù)芈曀?液滴的出口流速會趨于穩(wěn)定,繼續(xù)增加壓縮氣體壓力,液體射流的霧化效果得不到明顯改善。
　　采用數(shù)值分析的方法對液體射流的噴霧特性進(jìn)行數(shù)值模擬,不僅能夠得到與試驗(yàn)測量比較一致的結(jié)果,獲得更豐富的氣相流場的信息,還可以為內(nèi)燃機(jī)燃油