不同沸点燃料及其混合物的闪沸喷雾特性试验

利用MIE散射在定容弹内对不同沸点燃料的闪急沸腾(闪沸)喷雾特性进行了试验,采用的燃料按沸点从低到高依次为正戊烷、正己烷、正庚烷及以不同体积分数掺混的正戊烷-正庚烷混合燃料.通过对喷雾宏观图像的拍摄及分析,研究了在燃油过热度不断提高的喷雾条件下,闪沸喷雾特性的变化规律.结果表明:随着燃油过热度的不断提高,正戊烷、正己烷和正庚烷均会经历冷态喷雾、过渡闪沸和剧烈闪沸;在闪沸状态下,燃油过热度是影响喷雾特性的决定性因素;相同的燃油温度和环境背压下,在高沸点燃料中加入少量低沸点燃料将有效促进混合燃料的闪沸.     

直喷汽油机多孔喷油器喷雾闪急沸腾特性

利用高速成像方法及激光光学诊断技术系统研究了不同边界条件下多孔直喷喷油器喷雾闪急沸腾特性,分析了环境压力、燃油温度、燃料成分及油束靶点布置等对汽油闪急沸腾的影响程度及范围,进一步明晰了喷雾发生闪急沸腾后空间形态的演变规律.结果表明:降低环境压力和提高燃油温度可促进喷雾闪急沸腾的发生,对于试验用汽油燃料,环境压力每降低0.04 MPa与燃油温度升高10℃对喷雾的闪急沸腾影响效果相当.冷态射流喷雾与剧烈闪急沸腾喷雾在空间形态上存在显著差异,剧烈闪急沸腾喷雾在初始阶段时油束便出现整体塌缩,空间形态由空心锥状逐渐演变为实心锥状结构.少量乙醇组分的掺入对冷态射流模式喷雾形态的影响不大,但在过热条件下会使混合燃料喷雾的整体形态向闪急沸腾程度更大的方向发展.通过提高喷油压力,可降低喷雾闪急沸腾贯穿距离对燃油温度的敏感度.     

分段喷射闪沸喷雾特性实验研究

分段喷射在直喷収动机中获得了广泛的应用,但在闪沸工冴下研究较少.该研究采用米氏散射高速摄影法获取分段喷射闪沸喷雾宏观形态,采用光流法估算喷雾速度,综合分析了分段喷射闪沸喷雾的宏观特性.研究収现,相较于单次喷射,在相同喷油量下分段喷射闪沸喷雾能够有效降低喷雾总贯穿距;由于残留流场,分段喷射的第2段喷雾运动会受到第1段喷雾的影响,贯穿更快.该影响主要与喷射间隔时间和闪沸程度相关,时间间隔越大、闪沸程度越低,影响越小.     

基于Matlab数字图像处理的多片喷雾特性研究

从提高直喷柴油机缸內油气分布均匀性及减少燃油附壁来降低排放的角度出发,开发了利用多孔油嘴喷出的油束近距离撞击导向平面的多片喷雾系统.应用高速摄影对自由喷雾和多片喷雾的喷雾过程进行了试验研究,使用Matlab软件对数字图片进行后处理,测取了投影喷雾贯穿距、喷雾锥角、喷雾面积等宏观喷雾特性参数.试验结果表明:与自由喷雾相比,在相同背压条件下,多片喷雾的投影贯穿距明显缩短,投影喷雾扩散角、投影喷雾面积增大;碰撞后油滴细化,雾化改善,油束液核区减小;多片喷雾具有扩散度高、液核区小、空间分布均匀等特点,有利于缸內均匀混合气的形成.     

气体喷射及环境背压对空气辅助喷雾特性影响研究

为了解不同气体参数及环境背压对空气辅助喷雾特性的影响,通过定容弹试验平台,采用高速摄影技术分析不同喷气脉宽、不同喷气压力、不同环境背压对于空气辅助喷雾特性的影响,尤其是喷雾宏观形态的变化,并对贯穿距、喷雾投影面积等喷雾特性参数进行定性分析。试验结果表明,在不同试验条件下贯穿距均呈两阶段发展趋势,喷雾投影面积线性增长。增加喷气压力或减小环境背压有助于提高贯穿距和喷雾投影面积,但喷气脉宽对贯穿距和喷雾投影面积并无影响。不同喷气压力及喷气脉宽下喷雾形态大致相同,仅存在微小差异。喷雾形态受环境背压影响较大,在低背压时为粗大的梭状形态,在高背压时则呈现锚钩状和锥形。随着环境背压的增加,喷雾稀薄区域开始逐渐减小,并在高背压情况下逐渐消失,喷雾主要集中在核心区域。     

高压共轨燃油喷射雾化特性试验研究

基于GS-1000型高压共轨试验台和定容容器,利用高速摄影技术对高压共轨燃油喷射的雾化特性进行了研究。通过计算机采集多种工况下的喷雾雾化图像,并利用C#语言编制的图像处理软件对喷雾图像进行了精确处理,测取了喷雾贯穿距、喷雾锥角等喷雾特性参数。试验结果表明：喷雾贯穿距随喷射压力的升高而增大,喷射压力对喷雾锥角的影响不明显。燃油喷雾贯穿距随背压的升高而减小,喷雾锥角随背压的升高而增大。     

高压共轨燃油喷射雾化特性试验研究

基于GS-1000型高压共轨试验台和定容容器,利用高速摄影技术对高压共轨燃油喷射的雾化特性进行了研究。通过计算机采集多种工况下的喷雾雾化图像,并利用C#语言编制的图像处理软件对喷雾图像进行了精确处理,测取了喷雾贯穿距、喷雾锥角等喷雾特性参数。试验结果表明:喷雾贯穿距随喷射压力的升高而增大,喷射压力对喷雾锥角的影响不明显。燃油喷雾贯穿距随背压的升高而减小,喷雾锥角随背压的升高而增大。     

过冷/闪沸/超临界燃料喷雾特性的试验研究

利用高速Mie散射成像技术和紫外吸收/可见光散射技术对过冷/闪沸/超临界喷雾的宏观特性（气相和液相的贯穿距离、投影面积）及浓度场进行了试验测量，探讨了超临界喷雾的雾化过程及伪沸线对雾化所起的作用。结果表明：超临界喷雾的雾化过程可由伪沸线划分为类液相喷射和类气相喷射；超临界喷雾液相贯穿距离和投影面积远小于过冷喷雾和闪沸喷雾；气相贯穿距离发展速度远快于过冷喷雾和闪沸喷雾，同一喷油压力下，气相投影面积随时间呈对数函数关系，并且与喷油温度几乎无关；喷射压力在5 MPa～20 MPa范围内，采用超临界喷射策略比提高喷油压力更有利于加快蒸发和提高雾化效果；超临界喷雾浓度分布更均匀。     

高压共轨柴油机喷雾特性仿真与试验研究

建立喷雾闪光测试台架,利用此台架研究高压共轨喷油器在不同喷射压力和背压下的喷雾宏观特性,并对喷油规律进行测试.利用CFD软件Fire对燃油喷雾过程进行了仿真计算,分析了轨压、喷孔直径,以及背压对喷雾贯穿距、索特平均直径及喷雾直径的影响,并对喷雾贯穿距进行了仿真和试验结果的对比分析,从而验证了模拟计算结果的准确性.     

定容弹中船机相似工况下燃油雾化特性的数值研究

确定了柴油喷雾参数,确保该参数下模拟贯穿距与试验数据吻合较好;然后基于验证的喷雾模型,研究了不同喷油角度时涡流对喷雾形态、贯穿距、燃油蒸发质量和液滴平均粒径(SMD)的影响,以及不同燃油温度和环境温度在涡流作用下对柴油喷雾贯穿距、蒸发质量和液滴平均粒径(SMD)的影响;最终得出优化喷雾特性的策略。结果表明:涡流方向与喷雾方向相反或垂直时,涡流作用可以抑制喷雾轴向贯穿距发展;涡流与喷雾相切时,涡流可以促进喷雾轴向贯穿。涡流能够增强液滴与环境气体的相互作用,增加燃油蒸发质量,降低液滴平均直径。在涡流作用下不同燃油温度和环境温度对燃油贯穿距影响不大,提高两者可以使蒸发质量增加,两者对液滴平均直径的作用不同:燃油温度提高,喷油过程中SMD的峰值增加,最终SMD变化不大;环境温度提高,SMD的峰值和最终值都下降。当400K燃油以涡流切向喷射到温度为900K的环境气体中时,能够实现最优的雾化特性。