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船用低速柴油机喷嘴内流场及喷雾特性的研究
| 论文题名： | 船用低速柴油机喷嘴内流场及喷雾特性的研究 |
| 关键词： | 船用低速柴油机;喷嘴结构;流场特性;喷雾特性 |
| 摘要： | 在内燃机中，燃油喷射是一个非常复杂且重要的过程，涉及到喷嘴内部流动空化以及外部的燃油雾化破碎，与气体的掺混运输。喷雾的好坏直接影响到了燃料和空气的混合、燃烧的效率以及污染物排放。随着技术的发展，喷射的压力越来越高，排放的法规也愈来愈严，以及日益严重的能源消耗及环境污染，喷嘴内流场及喷雾特性的研究也就越发重要，具有非常重要的意义。 在本文中首先使用Fluent对实际尺寸单孔喷嘴的喷嘴内流场及喷雾特性进行了数值模拟研究，并与实验的喷雾数据进行了对比，讨论了冷态下不同的喷射压力、定容弹环境压力、喷嘴结构对喷雾贯穿距、喷雾锥角、空化程度等参数的影响。发现喷射压力对喷嘴出口处的空化影响较小，而容弹压力以及喷嘴出口角的影响较明显。同时根据计算结果给出基于容弹压力和喷油压力的质量流量预测曲线，以求在改进优化喷嘴的试验中降低成本。 然后基于冷态喷油雾化的研究，将定容弹内部温度升高，对热态下喷嘴内部的流场及喷雾特性进行讨论。发现热态下喷射压力、定容弹压力、喷嘴出口角对喷雾特性的影响与冷态有相似的规律，但是热态下会有更长的喷雾贯穿距以及更大的喷雾锥角，而温度的提高导致饱和蒸汽压提高，从而使喷嘴出口处产生更强的空化效应。 最后基于单孔喷嘴流动模型，对船用低速柴油机多孔喷嘴的喷油雾化规律进行研究。包括不同孔内参数、喷射压力以及定容弹压力对的流场及喷雾特性的影响。结果发现，孔间出现相互干涉，且单个孔的变化规律与单孔喷嘴相似。 随着喷射的进行，不同情况均存在入口质量流量现先减小后增大，出口处因空化产生的气体逐渐减少。空化将造成湍流扰动，减小壁面摩擦，少量的气体存在将在一定程度增大质量流量，而过多的气体存在将阻碍流通面积，降低质量流量。高温下，由于液体粘性降低，在空化减弱后，将会有更大的质量流量出现。 |
| 作者： | 朱枝茂 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 王红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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