2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、柴油機的噴霧特性影響著發(fā)動機的燃燒效率及排放,良好的霧化是高效、節(jié)能、環(huán)保的前提。對于柴油機的噴霧特性的研究,由于目前的實驗測試存在著不能觀察噴霧場內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷,CFD則在這方面有著其獨特的優(yōu)勢。
   本文主要運用CFD軟件Fluent對柴油機的噴霧過程進行模擬研究,分析其變化規(guī)律。結(jié)果表明,WAVE模型能在一定程度上較好地說明柴油機的噴霧近場霧化過程。通過分析可以看出,隨著入射壓力的增加或者背壓的降低,噴嘴內(nèi)外壓差變大,其

2、噴射初速度和能量就大,對后續(xù)的氣流擾動會產(chǎn)生影響,可以增加噴霧錐角與貫穿距離,而表面不穩(wěn)定波的波長由于氣流擾動的加大會變短,霧化質(zhì)量變好,但是由于背壓變化范圍有限,噴霧質(zhì)量的提高不明顯;孔徑不變的條件下,隨著長徑比的增加,管內(nèi)的阻力加大,貫穿距離減少,霧化質(zhì)量變差。隨后引入粗糙度的概念,粗糙度的存在使噴嘴內(nèi)部的湍流發(fā)生了變化,有了初始的擾動,噴霧射流離開噴嘴后,就會迅速與氣流產(chǎn)生擾動,增加了徑向的噴霧場發(fā)展,噴霧錐角得到了增加,在一定程

3、度上促進了霧化,同時由于在徑向的作用,其在軸向的運動相對減弱,不同的粗糙度對于噴霧的錐角和貫穿距離影響各不相同,霧化質(zhì)量有區(qū)別。模擬計算噴霧場中氣流速度場的情況,可以看到在噴嘴出口處,由于擾動,氣流被卷入噴霧射流中,但在噴霧射流的前端,氣流被噴霧射流往外推,形成卷吸渦,而這種卷吸會隨背壓的降低有所減弱。
   隨后運用混合模型,在考慮粗糙度的前提下,對柴油機噴嘴內(nèi)的空穴進行模擬,可以看出,隨著入射壓力的減少,降低了內(nèi)外壓差,減低

4、了靜壓力小于飽和蒸汽壓的概率,空穴的區(qū)域隨之減少;孔徑不變的條件下,長徑比的減少會增加空穴寬度,但是這個增加的范圍有限;R型噴嘴中,r/D的增加減少了斷面的收縮,空穴區(qū)域變小,且其值在一定臨界值以上時,不會出現(xiàn)空穴現(xiàn)象;R型與S型相比,同樣的外部條件下,空穴的出現(xiàn)區(qū)域要小,這與壁面的圓滑過渡有關(guān)。綜合分析空穴現(xiàn)象及其后續(xù)的噴霧射流的霧化,可以看出,空穴對于柴油機的噴霧霧化有一定的促進作用,其在管內(nèi)產(chǎn)生的初級擾動對于霧化的發(fā)展有很重要的影

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