柴油与生物柴油不同长径比喷嘴内空穴流动的试验

在柴油机透明喷嘴内部空穴流动可视化试验台上,基于高速数码摄影和长工作距离显微成像技术,研究了不同长径比结构的透明喷嘴内柴油和生物柴油的空穴流动特性及其对喷雾的影响,分析了空化初生和水力柱塞流出现的临界点及水力柱塞流出现过程中的流动能量损失问题.研究表明:柴油和生物柴油的空穴流动形态相似,但生物柴油比柴油难发生空化,单相流阶段,柴油的流量系数高于生物柴油,空穴发展到一定阶段,生物柴油的流量系数开始高于柴油.喷孔长度越长,空化和水力柱塞流现象越难出现,在长径比结构为8的喷嘴中没有出现水力柱塞流现象.且水力柱塞流出现的瞬间,柴油的流量系数下降程度比生物柴油大,即能量损失大.

喷嘴形状对喷嘴内流及喷雾特性的影响研究

主要研究了不同喷射压力下喷孔形状对内流及喷雾特性的影响。在可视化试验中,采用了3种喷孔出口直径一致但喷孔形状不同的比例放大透明喷嘴,分析比较了不同形状喷孔内的空化及喷雾特性。研究发现,在圆柱形和渐扩形喷孔中都有空化发生,而渐缩孔中却没有。在同样的喷射条件下,渐缩孔的流量系数却是最高。研究结果表明空化在孔内溃灭时,会增加流动湍流度,但对喷雾锥角影响较小,当空化发展到喷孔出口并溃灭时,会使得喷雾锥角显著增加。试验中还观察了水力柱塞流现象,推测其产生的原因是边界层分离后回流区的再附着点达到了喷孔出口。结合数值模拟方法,验证了试验结果的分析。

喷孔锥度对内流及喷雾影响的试验研究

开展了不同锥度喷孔的可视化试验,拍摄了不同压力下空穴和喷雾的发展情况。在圆柱和渐扩喷孔内发现了空穴,在渐缩孔内则没有,前两者的喷雾破碎效果优于后者。但是,在相同喷射条件下,渐缩孔的流量系数要高于圆柱和渐扩孔。分析表明空穴流动所带来的液流扰动,对喷雾破碎具有决定性的影响。对于放大喷嘴中出现的水力柱塞流现象进行了分析,推测其产生的原因是边界层分离后回流区的再附着点达到了喷孔出口。