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液体射流从潍坊4102*机喷嘴喷出后,在喷嘴出口附近破裂。在空气阻力和表面张力共同作用下,射流引起气液界面处的激波增长和液芯内的湍流,射流柱破碎形成液滴。液滴在空气中的扩散增加了气液接触面积,为随后的雾化过程创造了有利的条件,并减少了液滴之间碰撞的可能性。在潍坊4102*机喷雾场中有两个断裂。由于液滴与环境流场的相对速度,液体表面波的不稳定生长增强,振幅增大,直至雾化成大量液滴。通过雾化燃料获得小液滴是我们的最终目标。
潍坊4102*机喷雾场试验技术一直是内燃机燃烧研究的有效工具。研究人员可以直接观察和测量喷雾场的雾化,并能对试验数据进行系统分析。喷雾试验可以在真实条件下再现多个喷雾场,潍坊4102*机曲轴,并直接记录喷雾场中的液滴速度、粒径和运动趋势。同时,大量的实验数据为喷雾模拟研究奠定了可靠的基础,可以准确地模拟模型,从而可以准确预测喷雾场数据,减少工作量和成本。目前,研究潍坊4102*机喷雾空间形态的传统实验方法有基于几何光学的直接成像、高速摄影等。
液滴破碎模型燃料喷射到气缸中,会发生第1次和第二次破碎,FLUENT提供了潍坊4102*机水滴破碎波模型(WAVE)、KHRT模型、Taylor相似破碎模型(TAB)等。TAB_model适用于低韦伯数喷嘴的雾化,特别适用于低速(空心锥形或涡旋射流)射流喷入大气环境的问题。波模型适用于韦伯数大于100的高速射流雾化问题,特别是52的高速射流雾化问题。潍坊4102*机TAB模型的理论基础是比较喷雾液滴与压缩变形弹簧系统的破碎过程。液滴变形和振动的表面力、阻力和粘性力与弹簧系统的恢复力、外力和阻尼力相似。当液滴在发展过程中受到外力的干扰时,液滴的形状会发生变化,当液滴振荡达到一定程度时,液滴就会破裂。本文建立的TAB模型适用于空气辅助雾化喷嘴。
液滴碰撞模型FLUENT采用粒子群概念和O’Rukes方法模拟喷雾液滴运动,计算潍坊4102*机喷雾场中液滴数量和碰撞结果。O'Rourke方法基于两个假设:一个是用随机方法估计碰撞是否发生;另一个是碰撞只发生在同1流体网格上。为了保证计算方法的有效性,有必要计算网格尺寸和喷雾尺寸相对较小的T551。本文利用六面体网格对碰撞模型进行了细化,使之适用于碰撞模型。
从潍坊4102*机喷雾形式可以看出,无气辅助喷射系统具有较高的喷射压力,并且喷雾穿透距离发展很快。每个液体射流在中间都有明显的液柱。空气辅助射流系统由于压缩空气扰动对雾化液滴有明显的破碎作用,潍坊4102*机,雾化液滴雾化效果良好。空气辅助喷射系统的喷雾穿透距离远小于非空气喷射系统的喷雾穿透距离,大大降低了潍坊4102*机水滴撞击的可能性。由此可见,潍坊4102*机机体,在降低喷射压力的条件下,空气辅助喷射系统可以实现与高压无空气辅助喷射系统相同的燃料雾化程度。在本章中,使用两个喷雾系统模型对有或没有空气辅助喷射的喷雾场进行数值计算。从停留时间、喷雾渗透和喷雾粒度等方面分析了喷雾特性。结果表明,潍坊4102*机30MPa空气辅助喷射模型的喷雾特性与80MPa空气辅助喷射模型相同。
60MPa空气辅助喷射模型和LoMPa空气辅助喷射模型的雾化特性达到了相同的雾化效果。空气辅助喷射系统可以在低压力下改善喷射特性,同时降低喷射压力而不影响喷射系统的雾化特性,潍坊4102*机增压器,从而为今后*喷射系统的应用提供理论依据。*机具有功率范围大、效率高、能耗低等优点,已成为我国动力机械发展的重点之一。提高潍坊4102*机燃油经济性的关键途径之一是提高喷射压力。目前国内常用的高压*机喷射压力可达180MPa,液滴直径主要为5。50微米。然而,由于对制造压力有严格的要求,中国不可能批量生产。本文在查阅国内外大量相关文献的基础上,根据空气动力辅助喷射的雾化机理,提出了实现高压喷射相同雾化效果的低压空气辅助模型方案。