柴油机喷嘴内空穴流动的数值模拟及试验研究
在柴油机工作过程中，燃油良好的雾化效果能够提高柴油机的动力性能，改善燃油经济性，同时还能够有效降低有害物的排放。喷油嘴作为柴油机燃油喷射系统终端，其内部燃油流动与喷雾特性有着密切的联系。随着喷射压力的升高，喷油嘴内燃油流动容易出现空穴现象。空穴的产生，一方面增强了喷油嘴内部的湍流流动和雾化能力，同时又降低了喷油嘴的流动效率，并且侵蚀喷油嘴内表面从而影响到喷油嘴寿命、雾化效果和发动机的整机性能。因此，有必要对喷油嘴内部的空穴流动开展深入的研究。
本文回顾与总结了喷嘴内部流动国内外发展现状，建立了高速数码摄影系统喷嘴可视化试验装置，对比例放大喷嘴在不同喷射压力下进行了喷嘴内部流动状态的拍摄，分析了相关的喷嘴内流动过程图片。同时以比例放大透明喷油嘴为研究对象，采用计算流体力学方法，运用CFD软件建立喷油嘴的三维实体网格模型，对柴油机喷油嘴内空穴流动进行了数值模拟及分析，并将模拟结果与试验拍摄图片进行了对比，验证了喷嘴内部流动数值模拟结果的可靠性。
在试验与数值模拟进行对比验证的基础上，对喷嘴内空穴流动进行了多方案分析，研究了喷油嘴喷孔入口处的几何形状，入口圆角半径，喷孔倾角大小及不同长径比对喷嘴内空穴流动的影响，同时还分析对比了在不同喷嘴进出口压力及不同针阀升程条件下，喷嘴内速度分布、空穴分布和燃油流量系数等计算结果的差异，更好的揭示了柴油机内燃油空穴流动机理，并为下游燃油雾化提供更好的边界条件。
柴油机;喷油嘴;空穴流动;可视化技术;数值模拟;CFD软件
江苏大学
硕士
工程热物理
王谦
2010
中文
TK423.84
61
2010-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）