DME闪急沸腾喷雾特性的试验与数值模拟研究

在压力定容室内,利用数字粒子图像速度场仪(DPIV)对二甲醚(DME)闪急沸腾喷雾特性,以及DME和柴油的常规喷雾特性开展了试验研究;建立了适用于DME闪急沸腾喷雾的宏观现象学模型,并将该模型与KIVA程序相耦合,藉此对DME闪急沸腾喷雾特性进行了数值模拟.研究结果表明:与柴油常规喷雾相比,DME闪急沸腾喷雾贯穿距较短,但喷雾锥角较大;喷雾初始段的计算值与试验测量值吻合较好,但喷雾后期的吻合程度稍差.计算研究表明:DME闪急沸腾喷雾体前端两侧存在着明显的涡环结构,喷雾场中DME的气相浓度大幅度高于柴油喷雾的气相浓度,且其索特平均直径(SMD)比柴油小得多.     

二甲醚闪急沸腾喷雾的实验研究

采用高速摄像技术在常温常压状态下对二甲醚闪急沸腾喷雾过程进行了观察,研究了启喷压力和喷孔直径对喷雾形态发展过程、喷雾贯穿距和喷雾锥角的影响。实验结果表明,喷嘴启喷压力越大,涡环形成时间越晚,喷雾锥角越小,喷雾贯穿距越大;喷孔直径越小,涡环形成时间越晚,喷雾锥角越小。喷孔直径对喷雾贯穿距的影响则比较复杂,在喷雾前期,喷孔直径越小,喷雾贯穿距越大,但在喷雾后期,情况正好相反。     

柴油混合燃料液滴微爆现象及规律研究

选用甲醇-柴油乳化液滴和正己烷-柴油互溶液滴作为试验对象,采用飞滴式单液滴方法,研究了高温环境下燃油液滴的微爆现象及其规律．通过研究甲醇-柴油乳化液滴和正己烷-柴油互溶液滴的微爆过程,对比了互溶柴油液滴及乳化柴油液滴进行膨胀破碎的差异性,结果发现：互溶燃油液滴可观察到明显的气泡融合过程;相比于互溶燃油液滴,乳化油液滴的破碎发生更早,膨胀速率更快,但膨胀比较小．探究了甲醇体积分数和液滴初始直径对甲醇-柴油乳化油液滴微爆过程的影响发现,甲醇体积分数增加对乳化油液滴微爆起先促进后抑制的作用．随甲醇体积分数的增加,乳化油液滴的破碎时刻先提前后推迟,膨胀比先增大后减小;在甲醇体积分数为30%时,乳化油的微爆效果达到最优．最后对比了两种不同程度的微爆现象发现,整体微爆的膨胀速率和膨胀比均大于局部微爆,发生整体微爆的液滴雾化效果更好．相同条件下液滴发生不同程度微爆的原因是气泡的生成位置不同．     

闪急沸腾条件下的二甲醚气爆雾化理论研究

为深入研究气泡微爆对燃油雾化的影响,利用线形稳定性理论推导了可描述气泡生长过程中的不稳定扰动所需要满足的色散方程,并对该方程进行了无量纲化处理,以此对二甲醚气泡生长的不稳定性进行了研究,建立了新的油滴破碎准则。研究结果表明:气泡Weber数和气泡的体积分数越大,气泡越不稳定;油滴破碎时间随气泡生长速度的增大或者初始油滴/气泡半径比的减小而缩短。     

生物柴油和乙醇混合燃料的微爆特性实验研究

为了探究乙醇和生物柴油混合燃料的液滴微爆特性,设计并建立了悬挂液滴燃烧的实验装置和实验系统,在管式加热炉内用高速摄影拍摄并记录液滴的变化过程,以此得到了液滴的直径变化和微爆延迟,实验结果表明燃料的组分变化对液滴的微爆表现和性质有显著的影响,在混合燃料中乙醇和生物柴油的含量接近相等时液滴的微爆表现最好。     

乳化燃料滴的蒸发与着火

本文研究了乳化燃料滴的着火现象，探讨了液相输运过程处于两种极限情况下着火延迟的变化规律。结果表明液相输运过程对乳化油的着火有决定作用。挂滴法的实验结果与凝固模型较接近，水分的加入使液滴表面温度，燃料浓度明显下降，从而使着火延迟时间变长。水分的加入对高沸点燃料着火的影响更为显著。     

柴油掺水乳化油雾化特性的研究

作者采用高速纹影摄影和同轴激光全息技术,在定容燃烧弹中,从宏观和微观两个角度研究了乳化油束的雾化特性.研究表明,乳化油的雾化特性比纯油好,特别是在高温环境下,乳化油束中发现了单个大油滴"伞状"破碎的雾化现象.作者认为,乳化油中的内相油—水界面的非连续性和高温时水分蒸发汽化对液滴产生的内部扰动,是改善乳化油雾化质量和发生"微爆"的主要因素.     

应用双脉中激光全息术对柴油机喷雾运动的研究

本文介绍利用双脉冲激光全息术研究柴油机喷雾油束的宏观运动瞬时速度和喷雾粒子的微观运动速度。得到了节流轴针式油嘴雾油束在喷射开始１ｍｓ内宏观速度分布规律的新认识，并给出了喷雾粒子微观运动轨迹照片，讨论了喷雾粒子场的微观速度分布规律。     

柴油机燃用乳化油并在进气道喷乙醇的节油研究

利用柴油机排气能量加热乙醇,将乙醇喷入柴油机进气道,并结合乳化油的燃烧技术,进行了柴油机台架实验,实现了柴油机运行中较大幅度的节油,最大节油率约为10％．单就柴油而言,其消耗可减少约16％．乙醇热解产生氢气和燃用乳化油这两种因素的共同作用是产生良好节油效果的原因．     

闪急沸腾喷雾场粒度分布规律及燃烧特性的研究

用激光全息术对闪急沸腾喷雾场的粒度分布进行了测量研究。结果表明,与常温喷雾相比,闪急沸腾喷雾具有粒子平均直径小,轴向、径向分布均匀等特点。在一台单缸机上,采用闪急沸腾喷雾方式进行了燃用柴油和煤化油的试验研究。与常温喷雾相比,闪急沸腾喷雾燃烧方式可大大降低柴油机的碳烟和油耗率。用这种燃烧方式燃用煤化油的结果表明,闪急沸腾喷雾燃烧方式在柴油机燃用低十六烷值燃油方面具有巨大的潜力。     

新型乳化柴油喷雾特性的试验研究

通过定容弹模拟乳化柴油喷雾形成的全过程,采用高速摄影记录了不同喷油压力、喷油背压以及喷油脉宽下乳化柴油喷雾的形成过程,从喷雾锥角、贯穿距以及锋面速度3个方面对乳化柴油的喷雾特性进行了试验研究,结果表明:乳化柴油的喷雾特性与柴油基本一致,喷油压力对乳化柴油喷雾锥角和贯穿距的影响较大,喷雾背压和喷油脉宽对乳化柴油喷雾贯穿距...     

溶有CO_2燃油的闪急沸腾喷射过程研究

采用高速摄影技术在一个定容容器内 ,对溶有 CO2 的燃油在常温常压、常温高压、高温高压 3种环境条件下的喷射过程进行了观察和测量研究。发现对溶有 CO2 的燃油喷射 ,喷雾特性的主要影响因素是环境温度和压力 ,在常温常压、高温高压 2种环境条件下 ,溶气燃油发生闪急沸腾 ,喷雾初始锥角大 ,最大喷雾宽度大 ,大大地促进了燃油的雾化。并对溶有 CO2 燃油的喷射过程机理进行了探讨     

闪急沸腾喷雾速度场的LDA研究

为探索代用燃料液化石油气LPG和二甲醚DME的喷雾机理,采用LDA技术测量了喷雾粒子的速度分布。为安全起见,用制冷剂R12作试验液体,它与LPG和DME有相似的物理特性。为做比较,在相同试验条件下对传统柴油喷雾进行了测量。考察了喷雾模式对速度分布的影响。结果表明,R12喷雾的速度分布比传统柴油喷雾均匀得多,前者的平均径向速度远大于后者。这被认为归因于闪急沸腾大大改善了雾化和液气混合。     

基于乳化柴油的对泵-管-嘴燃油系统影响的研究

研究了使用乳化柴油对柴油机泵-管-嘴燃油系统供油参数和关键部位的影响,在喷油泵试验台上进行了纯沪Ⅳ柴油E0和乳化柴油E10的泵-管-嘴燃油系统200 h对比试验,研究结果表明:与纯沪Ⅳ柴油E0相比,使用乳化柴油E10时,泵-管-嘴燃油系统的系统供油量增加,各测试转速下其随时间的变化率均值减小;喷油器开启压力变大,但其下...