多組分液滴超臨界蒸發(fā)過程數(shù)值模擬.pdf

1、隨著現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)向著高增壓、大功率的方向發(fā)展，氣缸內(nèi)的溫度、壓力越來越高，導(dǎo)致液體燃料的霧化、蒸發(fā)過程在高溫高壓環(huán)境下進(jìn)行。由于能源與環(huán)境問題的日益惡化，混合代用燃料正在逐步取代傳統(tǒng)石油燃料。二甲醚與液化石油氣的混合燃料作為既能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性要求，又能降低排放的整體性較好的新型燃料，正逐漸受到關(guān)注，而其蒸發(fā)過程與傳統(tǒng)的石油燃料有著很大的不同，因此有必要對(duì)二甲醚與液化石油氣混合液的蒸發(fā)過程進(jìn)行深入的理論研究，獲得其蒸發(fā)特性，從而保證燃燒過

2、程高效穩(wěn)定的進(jìn)行。
　　本文在單組份液滴高溫高壓蒸發(fā)理論與多組分液滴常溫常壓蒸發(fā)理論的基礎(chǔ)上，建立了多組分液滴高溫高壓蒸發(fā)數(shù)學(xué)模型。對(duì)液滴表面氣液兩相的計(jì)算采用了高壓相平衡理論，得到了不同環(huán)境壓力、液滴溫度下，液滴表面各組分的摩爾分?jǐn)?shù)，并對(duì)環(huán)境介質(zhì)的溶解性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)境壓力和環(huán)境溫度越大，環(huán)境介質(zhì)（N2）在液滴中的溶解越明顯；對(duì)由相平衡理論計(jì)算所得的各組分的平衡常數(shù)與通過Raoult法則所得的平衡常數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)在高

3、溫高壓條件下Raoult法則的誤差較大，不再適用于計(jì)算多組分高溫高壓蒸發(fā)過程。
　　考慮了混合流體在高溫高壓條件下的物性參數(shù)的異變性，分別采用了不同的計(jì)算方法和相應(yīng)的混合規(guī)則對(duì)高溫高壓混合物的密度、定壓比熱、偏摩爾相變熱等熱物性參數(shù)以及擴(kuò)散系數(shù)、黏度、導(dǎo)熱系數(shù)等輸運(yùn)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行了理論分析。
　　建立了多組分液滴的超臨界蒸發(fā)模型，并利用Fortran語言編寫了計(jì)算程序。探討了環(huán)境溫度、環(huán)境壓力、液滴初始尺寸

4、、液滴初始溫度、液滴初始組成以及液滴的運(yùn)動(dòng)對(duì)液滴蒸發(fā)過程的影響，并將相同初始條件下液滴的單組份高壓模型、多組分低壓模型及多組分高壓模型所得的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比研究，結(jié)果表明，液滴初始直徑越小，蒸發(fā)壽命越短；液滴溫度越高，蒸發(fā)壽命越短；液滴中DME越多，亞臨界蒸發(fā)過程中的液滴蒸發(fā)壽命越長，而超臨界蒸發(fā)過程中蒸發(fā)壽命越短；環(huán)境溫度越高，蒸發(fā)越快；環(huán)境壓力越高，在亞臨界條件下液滴蒸發(fā)壽命越短，而在超臨界條件下蒸發(fā)壽命越長；液滴的運(yùn)動(dòng)速度越高，液滴