超近距撞壁噴霧霧化機理與分布特性數(shù)值研究.pdf

1、燃油在燃燒室內(nèi)的噴霧結(jié)構(gòu)及其空間分布對柴油機燃燒與排放特性具有重要影響。噴霧撞壁現(xiàn)象一直以來是內(nèi)燃機研究的焦點之一。近些年來，許多運用噴霧撞壁現(xiàn)象優(yōu)化燃燒室內(nèi)噴霧和油氣混合狀況的新型燃燒系統(tǒng)被開發(fā)出來。本文從有效減小噴霧液核區(qū)體積并改善噴霧空間分布的角度出發(fā)，積極合理的利用噴霧撞壁效應(yīng)，應(yīng)用三維CFD軟件Star-CD進行模擬分析，探索在超近距條件下燃油射流撞壁的霧化機理與噴霧空間分布特性。
　　首先，建立簡化的油束撞壁模型，對超

2、近距條件下不同入射角、不同噴孔直徑、不同環(huán)境溫度、不同背壓下的撞壁噴霧特性進行了數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明:在超近距撞壁條件下，隨著入射角度逐漸變小，噴霧沿壁面貫穿距增加;隨著噴孔直徑的增大，噴霧沿壁面貫穿距離及最大速度減小;隨著環(huán)境溫度及背壓的升高，噴霧沿壁面貫穿距離及最大速度下降。
　　然后，基于改變撞擊壁面幾何形狀的理念，分別建立了多片式導(dǎo)向套和多棱式導(dǎo)向套模型，模擬分析了兩種導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)對燃油噴霧狀況的影響，并與自由噴霧進行對比

3、。結(jié)果表明:
　　(1)自由噴霧以較小的擴展角擴散，燃油分布較集中，空氣卷吸量小，位于油束中心的液核長度較大，且液核區(qū)域未遭到破壞，使其霧化效果較差，油束根部和前鋒處均有較大直徑的液滴存在;
　　(2)多片噴霧相對于自由噴霧貫穿距減小，但噴霧擴散角、噴霧最大寬度及噴霧鋪展面積均明顯增加;由于液核區(qū)遭到破壞，多片噴霧液滴分布范圍比自由噴霧廣，但噴霧根部和前鋒處仍有較大直徑液滴，噴霧前鋒處出現(xiàn)左右液滴大小不均勻的現(xiàn)象;