背壓對停油過程噴油嘴內(nèi)部流動的影響研究.pdf

1、分類號：密級：UDC：學號：405932014126南昌大學學術學位研究生學位論文背壓背壓對停油過程噴油嘴內(nèi)部對停油過程噴油嘴內(nèi)部流動流動的影響研究的影響研究AmbientPressureonInNozzleFlowintheProcessofStoppingInjection王晨亮培養(yǎng)單位（院、系）：機電工程學院指導教師姓名、職稱：文華副教授申請學位的學科門類：工科學科專業(yè)名稱：動力工程及工程熱物理論文答辯日期：答辯委員會主席：評閱人

2、：年月日摘要III摘要摘要噴油嘴內(nèi)部流場會對噴油特性產(chǎn)生影響。在近年來，有研究發(fā)現(xiàn)噴油器進行噴霧后，噴油嘴內(nèi)部會有氣泡殘留。這些氣泡來源于孔外氣體，對于噴油器的實際工作過程而言這些殘留的氣泡來源于氣缸內(nèi)的高溫燃氣，這些高溫燃氣可能會造成孔內(nèi)的結焦。為深入了解噴油嘴內(nèi)部流場，本文利用可視化試驗裝置和數(shù)值模擬方法著重研究了停油過程中不同背壓對噴油嘴內(nèi)部空化及氣體倒流現(xiàn)象的影響以及相關機制。本文首先進行了定容室的設計和制造，并搭建了能夠提供穩(wěn)

3、定環(huán)境壓力的可視化拍攝試驗平臺。在進行拍攝試驗前，對定容室進行了承壓能力與密封性測試以保證試驗過程的安全。試驗拍攝使用的接近實際尺寸的透明噴嘴安裝在實際噴油器上進行噴射試驗使噴射環(huán)境更接近于實際噴嘴。可視化試驗平臺使用的納秒級光源能夠有效凍結噴嘴內(nèi)的高速流場，并利用陰影法與數(shù)碼相機進行拍攝。由不同背壓條件下的試驗結果發(fā)現(xiàn)，在穩(wěn)定噴射過程沒有空化現(xiàn)象，針閥關閉過程中噴油嘴內(nèi)迅速產(chǎn)生了空化現(xiàn)象，空化潰滅過程伴隨著氣體倒流現(xiàn)象。背壓越高，針閥

4、關閉時形成的空化量越少，產(chǎn)生的倒流氣體越少?；赩OF模型和動態(tài)重疊網(wǎng)格技術對針閥關閉過程的噴油嘴內(nèi)流場進行了瞬態(tài)模擬。模擬中主要對噴嘴內(nèi)的空化體積、倒流氣體體積、針閥密封面和噴孔的流速等參數(shù)進行定量分析。研究結果表面，噴孔出口附近的殘留的初始氣泡會使初始噴霧形態(tài)呈現(xiàn)雙蘑菇形態(tài)。針閥關閉造成的節(jié)流斷流過程使壓力室入口流速的迅速下降，這是引起噴油嘴內(nèi)部出現(xiàn)空化的影響因素；針閥關閉過程中，噴油嘴內(nèi)的空化初生時間與針閥密封座面流量迅速降低的時

5、間吻合，而且空化初生時間基本不受背壓和噴射壓力的影響?？栈瘽邕^程是孔外壓力向孔內(nèi)傳遞，這使得空化潰滅發(fā)生過程是從孔口向壓力室推移；當噴孔內(nèi)的空化完全潰滅時，壓力室內(nèi)的空化達到最大值?？栈瘽缢粘龅捏w積被倒流氣體填充；空化體積基本等于倒流氣體體積。在不同背壓條件下，隨著背壓的升高，空化和倒流氣體體積減小，規(guī)律與試驗結果吻合?？栈掷m(xù)時間隨著背壓的升高而減小，且隨著背壓的升高，空化持續(xù)時間減小的幅度會降低。不同噴射壓力條件下，隨著噴射壓