单液滴碰壁理论模型

针对目前描述液滴碰壁现象的经验模型的不足,基于TAYLOR比拟思想建立了单液滴碰壁的TAR模型。该模型指出,判别液滴能否反弹的临界韦伯数不是一个常数,而是随滴径发生变化。对较大液滴,计算所得的临界韦伯数与反弹速度和实验值较为吻合;但小滴径液滴碰壁后行为与大滴径液滴很不相同。这一结论对于完善三维喷雾碰壁模型具有重要意义。     

柴油机缸内过程的三维数值模拟

以不稳定性理论为基础为描述油滴破碎过程,以粘附、反弹／粘附和飞溅／附壁射流3个相互重叠的过程来描述喷雾碰壁,建立了燃油喷雾模型。将燃烧划分为低温着火、高温预混燃烧和相关火焰微元扩散燃烧3阶段建立了燃烧模型。开发了微机化三维模拟计算程序,在微机上对涡流室式柴油机的空气运动、喷雾和燃烧全过程进行了数值模拟。     

闪蒸喷雾的试验研究

采用照相和PDA测量技术研究了水闪蒸喷雾过程中，压力、温度对喷雾特性--雾束形状、液滴平均直径和液滴流速的影响，并通过试验数据的拟合，推测了闪蒸喷雾时液滴平均直径与汽泡生长动力学参数的关系。结果表明：在本试验条件下，闪蒸喷雾雾束形状与压力雾化时有明显的不同；当水温达到饱和温度时，雾束剧烈抖动，极不稳定；当水箱水温小于喷嘴出口处饱和温度时，相同的水箱温度下，喷射压力小时，液滴算术平均直径小，当水箱水温大于喷嘴出口处饱和温度时，则反之。对液滴平均直径D10和D32的试验结果进行拟合，残差最小的是二次多项式，其次是指数函数和幂函数。     

激光全息测量在喷雾场实验研究中的应用

采用全息方法对流动环境中实际喷咀的喷雾场进行了大量的实验研究，获得了在不同工况下喷雾场液滴尺寸分布、液滴运动速度及运动角度和空间分布等许多实验结果。这些结果给出了喷雾特性随喷雾压力、气流速度和喷咀尺寸等因素的变化特点，揭示了喷雾场中液滴速度及角度的分布规律，为喷雾运动的计算提供了有用的数据。     

螺旋型喷嘴雾滴分布特性实验研究

液体雾化是两相流研究中非常重要的课题，在农业、能源以及环境工程中具有广泛的应用。本文对TF6喷嘴的雾化机理及表征液滴尺寸的参数进行了理论分析，通过实验测量了该喷嘴在不同喷雾压力下液体雾化粒子的粒径分布，得出了粒子粒径与喷雾压力之间的变化规律，并得到了该喷嘴的临界雾化压力值。     

乙醇/汽油喷雾特性试验研究

采用高速摄像技术在定容弹内对直喷汽油机多孔喷油器的喷油特性进行了研究,通过改变环境压力、喷油压力、喷油脉宽分析了这些因素对喷雾发展的影响.此外,重点研究了环境压力和喷油压力对喷雾贯穿距的影响.研究结果表明,随着环境压力增大,喷雾贯穿距减小;随着喷油压力增大,喷雾贯穿距增大;随着喷雾发展,环境气体围绕喷雾向相反方向运动,并且形成漩涡.     

基于LSD技术的柴油喷雾特征直径研究

为研究影响内燃机可燃混合气分布的柴油雾化特性,本文基于平面激光测径技术开展柴油喷雾粒径分布的试验研究,对图像信号强度和喷雾粒径之间进行标定,获取不同喷油压力、背景压力和喷孔孔径条件下的可视化图像,探究其对喷雾粒径分布的影响.结果表明:喷雾粒径分布与喷雾浓度场结构分布吻合,靠近喷嘴的液核区喷雾SMD最大,沿着喷雾轴线SM...     

细水雾在高温狭长空间降温效果的实验研究

对于高温工况的狭长空间,有时仅用通风的方式难以满足要求,而用细水雾进行辅助降温是行之有效的。本文通过实验研究了不同的喷雾方式和喷雾压力对高温的狭长空间降温效果的影响规律。研究表明,喷雾方式和喷雾压力对高温的狭长空间的降温效果有很大的影响。     

细水雾在高温狭长空间降温效果的实验研究

对于高温工况的狭长空间,有时仅用通风的方式难以满足要求,而用细水雾进行辅助降温是行之有效的。本文通过实验研究了不同的喷雾方式和喷雾压力对高温的狭长空间降温效果的影响规律。研究表明,喷雾方式和喷雾压力对高温的狭长空间的降温效果有很大的影响。     

封闭空间中细水雾灭油盆火的试验研究

为了研究不同条件下细水雾的灭火效果，进行了一系列的细水雾灭B类油盆火灾试验.研制了一种新型两级雾化高压细水雾喷头并测量了其喷雾参数.介绍了灭火实验室的布局和试验步骤.考虑到油盆径向偏移距离、火焰规模、喷头高度、油火遮挡条件以及喷雾压力等因素对灭火效果的影响，共进行了17次灭火试验.测量了灭火过程的温度场变化并进行对比分析.结果表明，对灭火效果有重要影响的因素是火焰被遮挡的条件、喷雾压力和火焰规模.对于设计喷头，推荐使用10~12 MPa喷雾压力，该喷头扑灭2B以上规模火焰较容易，扑灭1B以下火焰较困难.在细水雾扑灭油盆火灾的过程中，水雾气化和窒息起主要作用.     

Optimizing Spray and Combustion in Diesel Engine by Multidimensional Numerical Simulation

The calculation of spray and combustion in diesel engines is described by using the softwares FIRE and BOOST. The application of the resulting computational method to the simulation of fuel spray and breakup, mixture formation and combustion in a heavy duty diesel is presented. According to detailed insight into the governing processes provided by the simulation results, various aspects of the dependence of the spray propagation and combustion on the chamber geometry and spray angle are discussed. Then, global cylinderaveraged pressure traces are extracted from the space and time resolved field quantities and compared to incylinder pressure measurements. Finally, an optimized configuration of the chamber geometry and spray angle with a new injection rate of higher injection pressure is proposed.     

纳米异质粒子对燃油射流喷雾特性的影响

选用平均粒径为20 nm的CeO₂纳米粒子,以油酸为表面活性剂,采用两步法配制质量浓度分别为50与100 mg/L的纳米燃油,分别称为Ce50和Ce100燃油;测量柴油和纳米燃油的密度、黏度和表面张力等基础物性参数;在高压共轨喷雾试验台上拍摄燃油射流喷雾发展过程的影像,应用Matlab软件处理影像,得到喷雾贯穿距和喷雾锥角等特性参数. 结果表明：与柴油相比,Ce50和Ce100纳米燃油的黏度分别增加了2.1%与4.7%,密度和表面张力的增加量较小. 在相同喷射压力下的不同喷雾发展时刻,纳米燃油的油束贯穿距大于柴油,喷雾锥角略小于柴油. 在背压为2 MPa、喷射压力分别为80、120和160 MPa时,与柴油相比,Ce50纳米燃油的喷雾贯穿距分别增加了1.4、1.9和2.4 mm,Ce100纳米燃油的贯穿距分别增加了2.9、2.9和3.7 mm. 随着喷射压力的提高,纳米燃油与柴油在喷雾贯穿距和喷雾锥角上的差异增大. 当燃油喷射背压增加时,油束的贯穿距缩短而喷雾锥角增大,不同质量浓度纳米燃油和柴油的贯穿距和喷雾锥角的差异有所减小.     

二甲基醚喷雾特性试验

利用纹影光学系统和高速数码摄影机对定容燃烧弹内的新型代用燃料二甲基醚的喷雾和蒸发过程进行了系统的研究,并与柴油的喷雾和蒸发特性进行了比较。结果表明,二甲基醚的喷雾射程和锥角随环境参数变化的规律与柴油相似,但在相同条件下,二甲基醚的喷雾射程比柴油小,喷雾锥角比柴油大;二甲基醚的蒸发速度比柴油快。在喷雾的发展过程中,二甲基醚燃料在喷雾影像区域内的分布比柴油均匀。     

柴油喷雾粒度场分布的试验研究

本文应用激光全息摄影技术对柴油喷雾场的粒度分布进行了测量,揭示了喷射压力,喷孔直径,介质密度及取样位置等因素对喷雾场分布和油粒平均直径的相互关系。     

Spray Characteristics of Air-Assisted Injector Under Different Ambient Pressures

Spray atomization of liquid fuel plays an important role in droplet evaporation, combustible mixture formation and subsequent combustion process. Well-atomized liquid spray contributes to high fuel efficiency and low pollutant emissions. Gasoline direct injection(GDI) has been recognized as one of the most effective ways to improve fuel atomization. As a special direct injection method, the air-assisted direct injection utilizes high-speed flow of high-pressure air at the injector exit to assist liquid fuel injection and promote spray atomization at a low injection pressure. This injection method has excellent application potential and advantages for high performance and lightweight engines. In this study, the hollow cone spray emerging from an air-assisted injector was studied in a constant volume chamber with the ambient pressures ranging from 5 kPa to 300 kPa. External macro characteristics of spray were obtained using high speed backlit imaging. Phase Doppler particle analyzer(PDPA) was utilized to study the microcosmic spray characteristics. The results show that under the flash boiling condition, the spray will generate a strong flash boiling point which causes the cone shape spray to expand both inwards and outwards. The axisymmetric inward expansion would converge together and form a lathy aggregation area below the nozzle and the axisymmetric outward expansion greatly increases the spray width. The sauter mean diameter (SMD) of flash boiling condition can be reduced to 5 μm compared to the level close to 10 μm in the non-flash boiling condition.     

针阀运动和油压波动对燃油喷雾特性的影响

针对一多孔喷油器数值模拟研究了喷嘴内针阀运动和油压波动对燃油在孔内流动过程及孔外雾化过程的影响。研究结果表明,引入油压和针阀升程的变化后,喷雾形貌及贯穿距离和锥角等喷雾特征参数均与实验结果更为吻合;而将油压和针阀升程视作恒定时其喷雾贯穿距离在喷射前期明显偏大,喷雾锥角相对较小。故在柴油机模拟计算过程中要充分考虑喷嘴内油压波动和针阀运动等因素对燃油的孔内流动、雾化、混合、燃烧及有害物生成的影响。     

Spray Characteristics of Non-Circular Nozzle in Air-Assisted Injection System

In order to analyze the spray characteristics of non-circular nozzle holes based on the air-assisted spray system, the spray characteristics of circular and non-circular nozzles were studied under the pressure of 0.2-0.6 MPa and the spray volume of 1000-5000 mL/h. Elliptical nozzle and triangular nozzle are classified as non-circular geometries. The spray cone angle was measured by processing the spray image captured by a CCD camera. The measured spray cone angles of the circular nozzles were an...     

间接蒸发冷却用气水雾化喷嘴特性实验研究

为了提高间接蒸发冷却器换热效率,提出了将气-水雾化喷嘴应用于间接蒸发冷却器改进换热器表面水膜的均匀性,实验研究了扇形两相(气-水)喷嘴在不同空气压力和水压下的特性,测出了不同压力时喷嘴雾化角和气水质量流量值,得出了其变化规律,确定出了最佳的喷雾气水压力比和雾化角等参数.     

注射超声喷雾热分解方法制备ZnO薄膜研究

以乙酸锌为原料加水合成ZnO前驱液,利用注射超声喷雾热分解方法在玻璃衬底上成功制备ZnO薄膜。通过正交选择液体注射速度、注射量、衬底温度、退火温度为实验要素,通过XRD、SEM、可见光透过率分析优化的制备条件为:液体注射速度为0.2 mL/min,注射量为3 mL,衬底温度为450℃,退火温度为500℃。制备的ZnO薄膜透光率达到85%。新的制备薄膜装置采用注射超声雾化手段,克服其雾化不均问题。