本研究采用欧拉-拉格朗日方法,系统地研究了离心喷嘴在单级旋流空气流场中的雾化特性.通过深入分析空气流速及旋流器几何结构对流场特性及燃油雾化特性的影响,揭示了燃油喷雾场与旋流空气流场之间的相互影响机制.结果表明:喷雾场的存在...本研究采用欧拉-拉格朗日方法,系统地研究了离心喷嘴在单级旋流空气流场中的雾化特性.通过深入分析空气流速及旋流器几何结构对流场特性及燃油雾化特性的影响,揭示了燃油喷雾场与旋流空气流场之间的相互影响机制.结果表明:喷雾场的存在仅对喷口附近流场产生了一定影响,而对远离喷口的其他区域影响较小.此外,空气流速主要影响燃烧室内流场的速度分布,而对流场结构及尺度未产生明显影响.空气流速为0~40 m/s时,随着空气流速的增大液滴整体向上游偏移,喷射距离减小,部分液滴之间发生碰撞聚合且范围逐渐扩大,索特尔平均直径(sauter mean diameter,SMD)增大,液滴数量减少;空气流速大于60 m/s时,喷雾锥破碎为粒径相差较大的两部分,随空气流速增加液滴碰撞聚合范围减小,破碎范围逐渐扩大,SMD减小,液滴数量与喷射距离增加.当空气流速一定时,通过优化旋流器叶片数量、径向长度及角度等几何参数,能有效地改变流场特性,从而进一步提升燃油的雾化质量.此外,燃烧室内中心回流区与喷雾锥角之间存在明显的正相关关系,即随着中心回流区的扩大,喷雾锥角也相应增大.展开更多
针对斯特林发动机小负荷燃油雾化不良问题,提出了基于鼓泡-引射耦合的雾化方式.基于VOF(Volume of Fluid)仿真研究了鼓泡喷嘴内气液流态,并依据时间线性稳定性分析,对射流液膜失稳和破碎进行数学描述,建立了鼓泡-引射耦合下的初次雾化模...针对斯特林发动机小负荷燃油雾化不良问题,提出了基于鼓泡-引射耦合的雾化方式.基于VOF(Volume of Fluid)仿真研究了鼓泡喷嘴内气液流态,并依据时间线性稳定性分析,对射流液膜失稳和破碎进行数学描述,建立了鼓泡-引射耦合下的初次雾化模型.分析了气液质量比RGL(gas-liquid mass ratio)、负荷对初次雾化的影响,并与传统雾化方式比较.结果表明:增大RGL会促进射流失稳、减小液滴粒径.相较于传统雾化方式,鼓泡-引射耦合下小负荷索特平均直径SMD减小约62%,雾化质量显著提高.展开更多
利用激光粒度仪分析了空气辅助喷射喷雾索特平均直径(Sauter mean diameter,SMD)的变化规律,并且分别在定容弹及光学发动机上开展了喷雾特性(喷雾锥角和贯穿距离)的试验研究,引入喷雾半锥角(α角和β角)的概念用以分析在有进气气流时空...利用激光粒度仪分析了空气辅助喷射喷雾索特平均直径(Sauter mean diameter,SMD)的变化规律,并且分别在定容弹及光学发动机上开展了喷雾特性(喷雾锥角和贯穿距离)的试验研究,引入喷雾半锥角(α角和β角)的概念用以分析在有进气气流时空气喷射量对喷雾特性的影响.结果表明,增加空气喷射量可以改善燃油的雾化效果,特别是当喷雾燃空比γ小于0.8时,喷雾的SMD会有明显降低;在定容弹内空气喷射量的增大会使喷雾锥角减小,但对贯穿距离的影响不大;在光学发动机内由于进气气流的影响,空气喷射量的增加会使喷雾锥角增大,贯穿距离变小,同时喷雾锥角随时间的变化趋势也明显不同于定容弹内的试验结果.展开更多
文摘本研究采用欧拉-拉格朗日方法,系统地研究了离心喷嘴在单级旋流空气流场中的雾化特性.通过深入分析空气流速及旋流器几何结构对流场特性及燃油雾化特性的影响,揭示了燃油喷雾场与旋流空气流场之间的相互影响机制.结果表明:喷雾场的存在仅对喷口附近流场产生了一定影响,而对远离喷口的其他区域影响较小.此外,空气流速主要影响燃烧室内流场的速度分布,而对流场结构及尺度未产生明显影响.空气流速为0~40 m/s时,随着空气流速的增大液滴整体向上游偏移,喷射距离减小,部分液滴之间发生碰撞聚合且范围逐渐扩大,索特尔平均直径(sauter mean diameter,SMD)增大,液滴数量减少;空气流速大于60 m/s时,喷雾锥破碎为粒径相差较大的两部分,随空气流速增加液滴碰撞聚合范围减小,破碎范围逐渐扩大,SMD减小,液滴数量与喷射距离增加.当空气流速一定时,通过优化旋流器叶片数量、径向长度及角度等几何参数,能有效地改变流场特性,从而进一步提升燃油的雾化质量.此外,燃烧室内中心回流区与喷雾锥角之间存在明显的正相关关系,即随着中心回流区的扩大,喷雾锥角也相应增大.
文摘针对斯特林发动机小负荷燃油雾化不良问题,提出了基于鼓泡-引射耦合的雾化方式.基于VOF(Volume of Fluid)仿真研究了鼓泡喷嘴内气液流态,并依据时间线性稳定性分析,对射流液膜失稳和破碎进行数学描述,建立了鼓泡-引射耦合下的初次雾化模型.分析了气液质量比RGL(gas-liquid mass ratio)、负荷对初次雾化的影响,并与传统雾化方式比较.结果表明:增大RGL会促进射流失稳、减小液滴粒径.相较于传统雾化方式,鼓泡-引射耦合下小负荷索特平均直径SMD减小约62%,雾化质量显著提高.
文摘利用激光粒度仪分析了空气辅助喷射喷雾索特平均直径(Sauter mean diameter,SMD)的变化规律,并且分别在定容弹及光学发动机上开展了喷雾特性(喷雾锥角和贯穿距离)的试验研究,引入喷雾半锥角(α角和β角)的概念用以分析在有进气气流时空气喷射量对喷雾特性的影响.结果表明,增加空气喷射量可以改善燃油的雾化效果,特别是当喷雾燃空比γ小于0.8时,喷雾的SMD会有明显降低;在定容弹内空气喷射量的增大会使喷雾锥角减小,但对贯穿距离的影响不大;在光学发动机内由于进气气流的影响,空气喷射量的增加会使喷雾锥角增大,贯穿距离变小,同时喷雾锥角随时间的变化趋势也明显不同于定容弹内的试验结果.
