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气助喷射对甲醇低压喷雾特性影响的实验研究
| 论文题名： | 气助喷射对甲醇低压喷雾特性影响的实验研究 |
| 关键词： | 甲醇低压喷雾;气助喷射;微观特性;空气辅助喷射技术 |
| 摘要： | 世界范围内的交通运输在很大程度上依赖着化石燃料，使得能源消耗和环境污染问题日益增长。有许多化石燃料的替代燃料可以避免净碳排放，也可以减少污染物的排放。在诸多替代燃料中，甲醇燃料的优势已经得到了充分的证明。目前，由于腐蚀、冷启动困难等多种问题，纯甲醇发动机尚未大规模推广应用，但甲醇已被广泛用作混合燃料或辅助燃料。在多元燃料发动机中，甲醇通过进气道喷射或缸内直喷的方式形成可燃混合气，因此对于甲醇进气道低压喷射喷雾特性的研究是有必要的。此外，空气辅助喷射技术已被证明可以显著改善燃料的喷雾雾化质量，以及发动机的排放和冷启动性能，但关于空气辅助甲醇喷雾的相关研究十分稀少，无法为该技术的实际应用提供参考和指导。 因此，本文针对甲醇低压喷雾和空气辅助甲醇喷雾开展了实验研究，讨论分析了各种条件参数对喷雾宏观和微观特性的影响，探究空气辅助喷射技术在改善甲醇喷雾雾化质量方面的潜力，主要内容如下： 第一，基于高速背光成像法和马尔文激光粒度仪，设计并搭建了能够同时测量喷雾宏观和微观特性的电控喷油器喷雾特性测试平台。利用该平台获得了喷雾宏观图像以及微观液滴索特平均直径（Sautermeandiameter,SMD）数据，实验研究了各种条件参数对喷雾特性的影响。 第二，实验中发现甲醇闪沸喷雾和非闪沸喷雾特性存在显著差异，闪沸状态使喷雾形态由锥形转变为梭形，且喷雾羽流会向喷油器轴线附近塌陷形成高浓度的中心羽流，导致喷雾贯穿速度显著上升。闪沸喷雾的SMD显著低于非闪沸喷雾，在负压强闪沸状态下，喷雾液滴SMD能达到60μm左右。此外，实验发现环境温度也是影响闪沸状态的重要因素。 第三，有无空气辅助的甲醇喷雾在形态、宏观和微观特性方面存在显著差异。空气辅助喷雾具有更强的空气卷吸效应，其液滴SMD能够达到3.5μm左右，表明空气辅助喷雾能够极大改善甲醇喷雾的雾化质量。由于显著的蒸发作用，实验过程中没有观察到空气辅助甲醇喷雾的闪沸现象。 |
| 作者： | 刘凯 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 许沧粟;陈冲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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