二甲醚噴霧特性的DPIV試驗(yàn)測(cè)量與數(shù)值模擬研究.pdf

1、二甲醚（DME）作為高效清潔的柴油代用燃料，在壓燃式和均質(zhì)壓燃式（HCCI）發(fā)動(dòng)機(jī)中有廣泛的應(yīng)用前景。研究二甲醚噴霧的動(dòng)力學(xué)特性及其與空氣的相互作用，對(duì)提高DME噴霧的混合與燃燒性能,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文以國家973項(xiàng)目“二甲醚燃燒邊界條件與燃料化學(xué)協(xié)同控制關(guān)鍵科學(xué)問題的研究”為背景，采用先進(jìn)的測(cè)試手段和數(shù)值模擬軟件，著重研究了二甲醚噴霧發(fā)展的宏觀結(jié)構(gòu)及微觀速度特性，為二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用提供了依據(jù)。

2、
　　 本研究在廣泛閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，首先對(duì)燃油噴霧霧化理論、噴霧測(cè)試方法及噴霧過程數(shù)值模擬的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評(píng)述。經(jīng)過論證分析，確定采用數(shù)字式粒子圖像測(cè)速技術(shù)（DPIV）開展二甲醚的噴霧測(cè)試研究。介紹了DPIV技術(shù)的測(cè)試原理和系統(tǒng)組成，建立了基于DPIV技術(shù)的DME噴霧特性測(cè)試專用實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，并對(duì)噴霧試驗(yàn)方案以及試驗(yàn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了探討。借助于二甲醚噴霧特性的可視化技術(shù)和DPIV試驗(yàn)測(cè)量，深入研究了二甲醚噴霧

3、的宏觀形態(tài)和表面波動(dòng)現(xiàn)象，定性研究了其濃度分布，揭示了閃急沸騰現(xiàn)象的機(jī)理、發(fā)展過程及對(duì)噴霧特性的影響，獲得了噴油參數(shù)及環(huán)境參數(shù)影響二甲醚噴霧宏觀特性的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。
　　 為了加深對(duì)DME噴霧特性的理解，作為實(shí)驗(yàn)研究的一個(gè)重要補(bǔ)充，本文還開展了噴霧過程的數(shù)值模擬研究。通過建立噴霧各相和噴霧各子過程的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)得到的初始與邊界條件，對(duì)二甲醚和柴油噴霧特性進(jìn)行了數(shù)值模擬與變參數(shù)分析，并對(duì)模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和討論。最后分