静电喷雾液滴破碎的理论边界条件研究

静电喷雾技术是通过将燃油荷电来改善燃油雾化质量的喷雾技术。该技术有望在较低压力下获得与高压喷射相当甚至更优的雾化质量,从而降低内燃机燃油喷射系统的成本,或与高压喷射相结合从而获得更好的雾化质量。对静电喷雾液滴的二次雾化破裂机理进行了建模分析,以韦伯数We为依据对影响液滴破裂雾化的几种因素作了计算分析,得到了荷电液滴雾化破裂的理论边界条件,即临界荷质比与液滴粒径的关系,以及相关影响因素与临界荷质比的量化关系。     

基于静电喷雾的无锌花热镀锌冷却技术

冷却技术对无锌花热镀锌板的生产具有极其重要的作用。对静电喷雾冷却关键技术进行了分析,静电喷雾冷却技术主要包括高压静电系统及喷射冷却系统。阐明了热镀锌板晶核的形成与长大控制方法以及静电喷雾冷却技术的工艺核心,得出其高压静电系统及喷射冷却系统的主要功能和实现方式,为实现基于静电喷雾的无锌花热镀锌冷却技术装备开发奠定了坚实的理论基础。     

小型直喷式柴油机喷雾特性的试验研究

为了掌握喷雾的结构物特性,利用高速摄像装置和高压容器拍摄了喷雾的逆光图像,并研究了喷雾周围介质压力对喷雾贯穿距离、喷雾锥角以及蒸发等喷雾特性的影响。在液滴数密度较大的条件下,燃料液滴的蒸发速率传热过程和雾化质量的影响;喷射妆期喷雾的贯穿距离和贯穿速度几乎不受介质物影响;喷雾的贯穿跨离受喷油压力的影响不大,但随着喷油压力的提高,喷雾锥角增大,喷雾质量得到改善。     

高压燃油诱导激波对喷雾演化规律的影响

采用纹影法对高压燃油喷射下的诱导激波现象进行可视化试验,结合喷油规律曲线,分析了激波对喷雾演化规律及雾化特性的影响．结果表明：在相同的燃油喷射压力及背景密度条件下,激波的产生和传播对喷雾贯穿距离的发展具有促进作用,但是对喷雾径向发展影响不大．激波对喷雾轴向的促进会进一步增强喷雾对空气的卷吸作用,有助于喷雾的快速雾化．同时,笔者提出了燃油喷射激波角计算的经验公式,实现了燃油喷射过程激波角的预测,预测结果与试验结果吻合较好.     

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。     

高压共轨喷油器喷雾特性的仿真及试验研究

利用高速闪光摄影技术对高压喷射的燃油雾化状态进行测试,在与试验相同条件下,将喷嘴的流动计算结果作为边界条件进行喷雾的模拟,包括喷嘴质量流量,喷孔位置矢量,以及出口速度、气穴、湍动能等,把喷雾贯穿距的计算值与试验值进行对比,验证和修正喷嘴的CFD模拟计算结果,使模拟计算更加准确.     

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。     

GDI发动机喷雾特性的数值模拟和试验

汽油直喷发动机高压燃油喷射系统与燃油经济性和废气排放等密切相关,通过试验和数值模拟对高压喷油系统和旋流喷油器的喷雾特性进行了研究.在不同喷射压力、背压压力条件下,利用高速摄像机对喷入定体积容器的喷雾进行了喷雾贯穿距离和喷雾锥角参数的测量.结果表明:在低背压压力下,喷雾呈现出空锥、较大范围的分布形态,有利于实现燃油与空气的均质混合;在高背压条件下,喷雾呈现出紧凑密集的分布形态,有利于实现燃油与空气的分层混合.获得的贯穿距离经验公式与试验测量值在一定范围内是一致的.基于AVL HYDSIM环境建立了一维高压喷油系统模型,模拟得到的针阀升程与试验获得的图像在时间上具有一致性.     

超声波喷射阀的甲醇燃料喷雾特性

促进甲醇在进入气缸前蒸发汽化是改善甲醇汽车冷起动性的重要基础研究，本使用英制超高速摄影机观察了甲醇燃料的喷射过程。可以看到使用超声波喷射阀在不同掺合率下喷雾锥角变大，贯穿距离变短，特别是超声波喷射阀在减压沸腾发生时使喷更细化，提高了喷雾质量，台架试验表明采用超声波喷射阀冷起动性能获得很大改善。     

Spray characteristics and controlling mechanism of fuel containing CO2

This paper presents studies of spray characteristics and controlling mechanism of fuel containing CO₂. Using diesel fuel containing CO₂ gas, experiments were conducted on diesel hole-type nozzles and simple nozzles. The steady spray and transient spray characteristics were observed and measured by instantaneous shadowgraphy, high-speed photography, phase Doppler anemometry (PDA) and LDSA respectively. The effects of CO₂ concentration in the fuel, the injection pressure, the nozzle L/D ratio, surrounding gas pressure and temperature on the atomization behavior and spray pattern were evaluated. The results show that the injection of fuel containing CO₂ can greatly improve the atomization and produce a parabolic-shaped spray; and the CO₂ gas concentration, surrounding gas pressure, temperature and nozzle configuration have dominant influences on spray characteristics of the fuel containing CO₂. New insight into the controlling mechanism of atomization of the fuel containing CO₂ was provided.     

瞬态喷雾初期贯穿模型

本文在直喷式柴油机喷雾形状和构造、初期贯特性的试验研究基础上,提出了一个以实测燃油喷射率为计算原始数据,考虑燃油超越、受阻、雾化和动量交换等因素的瞬态喷雾初期贯穿模型.计算结果表明,模型在较广泛的试验条件下能与试验结果良好吻合.为研究和预测中小型高速柴油机喷雾初期贯穿提供了有效手段.     

高压共轨系统雾化特性的试验研究

建立了柴油机高压共轨喷射系统的喷油雾化规律摄影平台，利用高速电子闪光数字摄影技术和高压容器，拍摄了喷雾的图像，并研究高压共轨喷射系统的喷油雾化规律，以及共轨压力与电磁阀喷油器动态响应性能对雾化特性的影响。     

选择性催化还原系统防沉积物堵塞喷嘴设计与喷射特性分析

针对选择性催化还原系统产生的沉积物易造成喷嘴堵塞,引起喷嘴管路背压过高及雾化喷射不均匀等问题,设计并研制了一种防沉积物堵塞喷嘴。该喷嘴通过调节喷嘴芯与螺套的锁紧量调定喷嘴的稳定喷射压力,并通过对喷嘴芯的最大开度进行机械限位,有效避免了尿素雾化喷射不均匀及NH 3逃逸等问题。对喷嘴的起闭特性与孔口径向截面的流量特性进行了理论分析,结果表明:当喷嘴因沉积物造成堵塞时,喷嘴芯开度随压力升高而增大,喷嘴孔口径向截面面积及截面质量流量也随之增大,有效提高了喷嘴内部沉积物的排出率,并降低了孔口外部沉积物的凝结风险。采用流体仿真软件Fluent对喷嘴的喷射特性进行了数值模拟,进一步探究了不同喷嘴芯开度及锥度角对喷嘴孔口径向截面面积、截面速度分布及截面流量特性的影响。最后,通过试验验证了喷嘴的喷射效果与开启压力精度。试验结果表明:采用该喷嘴后,喷嘴雾滴分布均匀,雾化效果良好,且在各稳定喷射压力下喷嘴均可以稳定开启,开启压力精度为±5%。     

高压共轨燃油喷雾PIV测试研究

对所获得的高压共轨燃油喷雾PIV测试图像进行了处理及分析,获得了喷雾表面波动结构、表面分裂雾化、分裂长度、喷雾局部涡旋等定性分析结果,使用PIV测试系统分析软件INSIGHT进一步处理喷雾图像, 获得了喷雾场液滴速度等信息。     

激光全息技术应用于柴油喷雾场的研究

为进行柴油喷雾场的深入研究，作者研制了激光全息测量方法及分析系统。它包括高分辨率的光学成像系统、高质量的实像再现系统、喷束和激光脉冲的同步控制系统以及计算机图像处理系统。从而使巨脉冲激光同轴全息术得以成功地应用于柴油机密集喷雾场的研究。通过应用最新计算机图像处理技术而获得的三维油束图像，揭示了油束的微观结构与传统理论相悖的奥秘，形象地观察到油束随时间的发展历程以及在不同喷油条件下粒径、颗粒密度的空     

_旋转型气_液雾化喷嘴_流量特性的实验研究

在对各种气动喷嘴及其雾化机理分析的基础上提出了一种新型的雾化喷嘴——“旋转型气-液雾化喷嘴”,其气液比在热态实验时为4％～6％(用压缩空气雾化),并对其流量系数进行了系统的研究。主要考虑了喷嘴的结构参数、气液比(ALR)和液体粘度等因素对流量系数的影响。通过实验测量与拟合,最后得到了喷嘴的流量系数的表达式,可以用来指导喷嘴的设计。     

亚网格湍动能及湍流弥散效应对燃油喷雾特性的影响

采用大涡模拟方法和不同的雾化模型对定容弹中燃油喷射和雾化过程进行数值分析.着重探讨亚网格尺度湍动能,特别是燃油喷雾所诱导的亚网格湍能源项对液滴运动和喷雾特性的影响,并进一步探讨了亚网格气相湍动能对液滴弥散速度乃至喷雾场的影响.通过对不同的工况条件的模拟计算对喷雾的影响因素进行了讨论并与相关的实验进行了比较.计算结果表明,KH-RT破碎模型要优于MTAB模型,湍流弥散效应和亚网格湍动能喷雾源项对燃油喷雾有着重要的影响,其作用均是减少喷雾贯穿距,使模拟结果更接近于实验.其中,湍流弥散效应的影响更为显著.     

Spray properties of alternative fuels: A comparative analysis of biodiesel and diesel

Physical properties of biodiesel play an important role in the injection, atomization and combustion performance. An experiment was carried out to investigate the spray properties of biodiesel. The experimental setup was based on an electronic unit‐pump (EUP) bench, a constant volume chamber and a high‐speed digital camera. The photographs of spray were dealt with by using an image processing procedure. Then the spray tip penetrations and cone angles were obtained and analyzed. The experimental results indicate that the spray tip penetrations and cone angles of biodiesel increase with increasing injection duration. In addition, with decreasing ambient pressure the spray tip penetrations increase while the cone angles decrease. Furthermore, ambient pressure has a stronger effect on the spray properties of biodiesel than injection pressure. On the macroscopically view, the shape of biodiesel spray is similar to that of diesel. The final tip penetrations and cone angles of biodiesel are greater than those of diesel due to its higher viscosity, density and bulk modulus. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

柴油机喷雾模型的发展及应用

对柴油机燃油雾化过程进行了简要分析,并简单介绍了喷雾数值计算基本思想和喷雾模拟中应用较多的各种物理模型的类型及特点,详细说明了喷油器内部燃油流动对后续喷雾过程造成影响的原因。同时对目前常用的ELSA喷雾模型不同算法的特点进行了分析比较．并对未来喷雾模型的发展方向进行了展望。