組噴孔噴嘴的噴霧特性研究.pdf

1、21世紀(jì)以來，能源危機(jī)日益嚴(yán)峻，城市霧霾頻繁發(fā)生，人們對動力機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保要求日益嚴(yán)苛。柴油機(jī)作為動力機(jī)械的主要成員，其技術(shù)革新也越來越受到重視。噴油系統(tǒng)為柴油機(jī)最為關(guān)鍵的系統(tǒng)之一，其性能很大程度上決定了發(fā)動機(jī)的動力性能和排放性能?；诮M噴孔概念的先進(jìn)噴射系統(tǒng)能使燃油在較低的噴射壓力下實現(xiàn)高品質(zhì)霧化，且隨著小噴孔加工工藝的日趨成熟，組噴孔技術(shù)的可行性日趨增加，越來越被學(xué)界和行業(yè)認(rèn)可。
　　本研究首先闡述了燃油霧化研究的背景，介

2、紹了實驗測量和模型演變等方面的發(fā)展動態(tài)。后基于AVL-FIRE流體計算軟件，建立了準(zhǔn)確的內(nèi)部流場的數(shù)學(xué)計算模型，并對比試驗數(shù)據(jù)驗證了計算模型的可靠性。在此基礎(chǔ)上，提出了組噴孔噴嘴的設(shè)計方案，針對內(nèi)部的兩相流動進(jìn)行了瞬態(tài)計算，對比分析了不同噴射壓力、孔間距、噴孔入口倒圓、噴孔長度、擾流區(qū)、變截面系數(shù)和噴孔夾角等因素對組噴孔噴嘴內(nèi)部流場的影響。結(jié)果顯示，噴孔夾角的增加，噴孔出口的質(zhì)量流量與流量系數(shù)也相應(yīng)增加，平均速度小幅度上升，湍流動能減小

3、。此外，本研究中設(shè)計出擾流區(qū)結(jié)構(gòu)，噴孔入口處的擾流區(qū)直徑的增加，能夠增加出口處質(zhì)量流量和流量系數(shù)，但是在擾流區(qū)半徑為0.015mm時，出口平均速度和湍流動能略有減少。
　　對于燃油霧化特性的研究，本文設(shè)計并加工了組噴孔噴嘴，利用 Mycrona微孔測量儀并對其進(jìn)行了相關(guān)的尺寸檢測，達(dá)到試驗的相關(guān)要求后，在高壓共軌試驗平臺上開展了噴霧實驗。采用Motion ProTMin10000型高速數(shù)碼攝像機(jī)對大氣背壓下的噴霧形態(tài)進(jìn)行拍攝，對比

4、分析不同噴射壓力和噴嘴類型對噴霧結(jié)果的影響。根據(jù)試驗結(jié)果構(gòu)建了準(zhǔn)確的計算模型，并以噴嘴內(nèi)流場中計算出來的質(zhì)量流量為邊界條件，對實驗中的貫穿距離和噴霧形態(tài)進(jìn)行了對比，驗證了噴霧霧化模型的準(zhǔn)確性?；跍?zhǔn)確的模型，對定容室條件、噴孔入口倒角與直徑的比值（R/D）和噴孔長徑比（L/D）等因素進(jìn)行分析，對比分析其對噴霧特性的影響。結(jié)論顯示，R/D值愈大，SMD愈大，噴霧的蒸發(fā)質(zhì)量下降，貫穿距離增加。R/D=0.12是空穴發(fā)生與否的臨界點。組噴孔噴