喷雾锥角对柴油机燃烧过程影响的数值模拟

柴油机燃烧过程中喷雾内部的物理化学过程非常复杂,传热、蒸发、扩散、流动等物理过程控制着化学反应,影响着火和燃烧过程,进而决定着发动机的动力性、经济性以及排放性能。利用CFD分析软件FIRE对一台直列6缸增压柴油机的喷雾与燃烧过程进行模拟。研究了喷雾锥角对燃烧过程的影响规律以及喷雾锥角对碳烟和NOx生成的影响。     

燃油温度对船用柴油机喷雾及燃烧特性影响的仿真研究

以某型船用柴油机为研究对象,通过对不同燃油温度下喷油嘴内部的流动仿真分析,对喷嘴内部的流动和空穴现象进行了研究,得到合理的喷孔出口处油滴的初始状态;通过喷雾和缸内燃烧的耦合计算,分析不同的燃油温度对柴油机燃烧及排放特性的影响规律。研究结果表明:燃油进机温度直接影响燃油喷雾、破碎、蒸发及燃烧过程,对NOx排放影响更为明显;燃油进机温度须作为柴油机燃烧系统开发试验时的试验基准之一。     

柴油机喷雾诊断技术综述

柴油机的燃烧和排放与其喷雾特性有着密切的关系，研究喷雾特性的影响因素和变化规律，探明喷雾与空气的混合过程及蒸发过程，合理地组织燃烧，对提高柴油机的性能是至关重要的。本文结合作者的科研工作，对柴油机缸内喷雾浓度分布的各种诊断技术，进行了详细的论述，指出了各种诊断技术的优点及其局限性，对几种有前途的测试技术给予了重点介绍。     

柴油机喷雾诊断技术综述

柴油机的燃烧和排放与其喷雾特性有着密切的关系，研究喷雾特性的影响因素和变化规律，探明喷雾与空气的混合过程及蒸发过程，合理地组织燃烧。对提高柴油机的性能是至关重要的。本文结合作者的科研工作，对柴油机缸内喷雾浓度分布的各种诊断技术，进行了详细的论述，指出了各种诊断技术的优点及其局限性，对几种有前途的测试技术给予了重点介绍。     

直喷式柴油机喷雾碰壁燃烧过程的计算机模拟

本文以实验和计算机模拟的结果为基础,略去壁面区域复杂的传热、传质及蒸发等物理过程,在汽态喷雾的假设下,建立了以模拟直喷式柴油机喷雾碰壁燃烧过程的燃烧率、NO形成过程为目的数学模型.通过计算结果与实验的比较证明,在汽态假设下,合适的构造子模型可以对该燃烧过程做出模拟.     

直喷式增压柴油机燃烧过程数值模拟的研究

本通过对直喷式增压柴油机燃烧过程的研究，提出了基于脉冲喷雾空气混合，不同几何尺寸的单油滴蒸发，以及着火滞后期的时域跟踪法等子模型建立的直喷式增压柴油机燃烧过程的双区计算模型，章讨论了模型的主要假设，给出了计算公式和离散方法，中给出的计算值与试验值的比较，证明了该模型的可行性和实用性。     

直喷式柴油机燃烧模拟

本文利用任意拉格郎日—欧拉法对直喷式柴油机燃烧过程进行数值模拟。求解柴油机气缸内气体流动、喷雾和燃烧过程的控制方程,并对计算结果进行了分析。     

基于FIRE的柴油机燃烧过程模拟分析

应用AVL的FIRE软件,对6105柴油机最大扭矩工况和标定工况时的缸内喷雾及燃烧过程进行了三维模拟计算,根据计算结果,分析了燃烧室内燃油喷雾的流场分布和燃烧进程.模拟计算及分析结果可为柴油机燃烧过程的完善提供有价值的参考依据.     

柴油机多维燃烧模拟程序及其参数灵敏性研究

在一个模拟直喷式柴油机燃烧过程的二维模型的基础上,开发了可在微机上运行的二维计算程序,程序名为ＲＥＳＤ－２Ｄ。程序中采用了亚网格尺度（ＳＧＳ）湍流模型、蒸发性液体射流喷雾模型、着火延迟期模型,燃烧和排放的计算采用部分平衡流方法。随后对该模拟程序中与计算参数、燃油喷射、混合、燃烧等相关参数的灵敏性进行了研究,所得到的结论对于ＲＥＳＤ－２Ｄ程序走向实用化有指导意义。还应用该程序针对１２１５０Ｌ柴油机进行了计算,给出了计算结果     

高温条件下柴油机喷雾粒度的测量

为了了解柴油机燃烧室中燃油与空气的混合及后续燃烧过程，准确地描述燃油雾化和油洋蒸发过程是至关重要的。运用激光衍射法测量注体喷雾粒度具有对喷雾无干扰，设备简单数处理迅速等优点，但这种方法对加热环境中的蒸发液雾进行测量进，由于光路上存在的温度及浓度梯度，激光被折射而偏转，结果受到严重影响，以往对柴油机喷雾的测量大都在常温不蒸发条件下进行的，而本则是通过对粒子激光衍射测量原理的深入分析，对基于激光衍射     

喷油压力对柴油机喷雾、混合及燃烧特性影响的数值模拟研究

基于对某型直喷式柴油机缸内工作过程的多维数值模拟,研究了喷油压力对燃油喷雾特性、油气混合特性、燃烧特性及柴油机性能的影响规律。结果表明：提高喷油压力,喷雾粒度越细,燃油蒸发速度加快,油气混合的速度和均匀度均得到改善,缩短了燃烧持续期,提高了循环热效率,但是平均压力升高率呈线性增加,影响工作过程的稳定性。     

低速二冲程船用柴油机耦合涡流影响的现象学喷雾模型研究

为了更深入地研究低速机缸内涡流对喷雾的影响,开发新的现象学模型并进行了优化计算。该模型在传统的广安博之多区现象学模型之上加入了涡流效应。在模型中,涡流与喷雾的相互作用被分成两个阶段:一是喷雾破碎前空气与喷雾的互相撞击,二是喷雾破碎后的空气的混合与卷吸。根据这两个阶段不同的物理作用,结合动量守恒定理的推导,可以计算出这两个阶段中喷雾被涡流偏转的速度,从而与喷雾的原速度合成得到喷雾与涡流互相作用的合速度。在这个过程中,开发了液滴蒸发、空气卷吸等子模型使计算更接近实际情况。经过与文献中的试验数据进行对比,发现所开发的模型在不同工况(3MPa～9MPa,400K～900K)下对喷雾贯穿距与形态等参数都具有良好的预测效果。通过模型进一步探索了喷射角度对喷雾贯穿距与形态的影响,为后续低速机喷雾优化提供了理论依据。     

高强化柴油机涡流比与喷油压力匹配的多维燃烧模拟研究

采用CFD模拟软件FIRE对高强化柴油机缸内工作过程进行了模拟,分析了涡流比和喷油压力对缸内燃烧过程的影响。在此基础上对涡流比和喷油压力进行了综合优化匹配模拟,为小缸径柴油机燃烧系统的设计提供了理论依据。     

柴油机喷雾燃烧相似性理论基础研究

基于相似理论,从基本控制方程出发,推导并分析了柴油机喷雾燃烧过程中重要的无量纲数,阐明了不同尺寸柴油机扩散燃烧过程、预混燃烧过程及喷雾过程存在相似性的理论依据。在满足几何相似的前提下,阐明了试验设计时实现不同尺寸柴油机燃烧相似的转速、喷油压力、喷油持续期等运行参数需满足的条件。当柴油机预混合燃烧过程不能被忽略时,应维持大、小柴油机转速相同以实现燃烧相似。     

重型柴油机低温环境喷雾及蒸发特性研究

利用定容燃烧弹结合米散射法、阴影法针对喷孔直径(0.12～0.32mm)和环境温度(550～850K)对重型柴油机低温环境下喷雾特性的影响进行可视化测量。结果表明:不同于轻型柴油机,在各个喷射压力和环境压力下提高环境温度到750K时,表征重型柴油机的0.32mm喷孔下的液相燃油依然持续贯穿,无法达到准稳态或达到准稳态时贯穿距离过长而湿壁。随着环境温度增加,0.32mm喷孔下的液相燃油湿壁量减小。只有环境温度增长到850K时,燃油的蒸发作用足够强烈,液相撞壁喷雾的横向扩展长度和浮起高度才能均达到准稳态。     

双成像高速摄影技术及其在柴油机燃烧研究中的应用

本文介绍了用于柴油机燃烧过程研究的同步双成像高速摄影技术。这种摄影技术是将激光焦点光阑阴影光路和直接摄影光路耦合成一个高速摄影系统，在同一幅底片的各１／２幅面上，同时清晰地记录柴油机在同一个燃烧过程中的喷雾、着火和火焰扩展过程，从而把喷雾过程与燃烧过程的研究更紧密地联系在一起，为深入研究柴油机燃油喷雾、混合和燃烧过程提供有效的研究手段