和栗喷雾贯穿距离公式的改进

本文从喷雾动量守恒出发，对和栗喷雾贯穿距离公式进行了改进，推导出比较符合实际的喷雾贯穿距离计算公式、实验数据表明．改进后的公式比和采公式更精确。

柴油机喷雾贯穿距离的研究

针对历来专家、学者从定压试验中总结出的喷雾贯穿距离经验公式不能直接计算柴油机的非定压喷射贯穿距离的情况,本文提出一种新的模拟计算法。应用计算机,通过对喷射压力曲线进行分割,采用广安经验公式直接计算柴油机的非定压喷雾的贯穿距离。该模拟过程以喷油器入口处的压力波实测值作为计算的主要输入数据,并考虑了实际喷射的压力变化及雾滴的追越现象。通过计算与实测结果表明,它们具有良好的一致性。

一种喷油器喷雾贯穿距离测量方法

贯穿距离是发动机喷油器的重要参数之一,是评价喷油器性能的重要指标。喷油器的喷雾过程具有快速和瞬时特性,因此难以对其喷雾特性进行快速、准确地测量。目前主要采用人工判读法和公式计算法测量贯穿距离,其主观性强、计算复杂、速度慢。利用数字图像处理的方法可以对喷油器的贯穿距离进行有效测量,首先由高速相机采集喷油器的瞬态喷雾图像,进而对其进行增强、分割等处理,获取轮廓清晰的油束图像,最后通过像素坐标得到贯穿距离。实验表明,该方法能够快速、准确地对喷油器贯穿距离进行测量,对于综合评估喷油器的性能具有重要意义。

基于燃料特性影响的喷雾特性研究

为了研究燃料特性对喷雾特性的影响,试验配置了四种掺混不同含氧燃料的柴油,在环境背压为5 MPa,喷射压力分别为90 MPa、120 MPa和150 MPa的条件下,通过喷雾可视化装置对四种试验燃料的宏观和微观喷雾特性进行了研究。结果表明,在一定的喷射压力条件下,喷雾贯穿距离(STP)随着运动粘度、密度和汽化潜热的降低而减小,平均喷雾锥角(ASA)随着运动粘度和汽化潜热的降低而略有增大。喷雾贯穿距离和喷雾面积均随着喷射压力的升高而升高,喷雾锥角随着喷射压力的升高而略有下降,索特平均直径(SMD)也随着喷射压力的升高而下降。综合评价来看柴油掺混20%的2,5-二甲基呋喃(2,5-DMF)且在150 MPa喷射压力下的喷雾特性表现最好。

生物柴油喷雾特性试验研究

利用高速摄像装置和台架试验对生物柴油的喷雾特性进行了研究,分析了与生物柴油喷雾特性相关的参数,如喷油器针阀开启时刻、最高喷油压力、喷雾贯穿距离和喷雾锥角等。在与石化柴油对比研究后发现:在相同的试验条件下,生物柴油的喷雾贯穿距离和后期喷雾锥角均大于石化柴油,生物柴油的物性指标造成了喷雾特性上的差异。

高温环境下二甲基醚(DME)喷雾特性的实验研究

对二甲基醚 (DME)在高温条件下的喷雾特性进行了实验研究。研究结果表明 :与常温条件相比 ,DME喷雾体喷雾核心面积变小 ,喷雾体呈薄雾状发展 ,DME蒸发极为迅速 ;高温条件下 ,喷油前期DME的嘴端压力比常温下小 ;在所实验的温度范围内 ,环境温度对喷雾体的贯穿距离没有影响 ;环境密度对喷雾体贯穿距离的影响也较小 ,环境密度增大时 。

正丁醇/柴油喷雾特性及缸内混合气形成过程数值模拟

为了研究正丁醇掺混比对燃料自身喷雾特性的影响以及探讨缸内喷雾过程随掺混比的变化规律,该文采用定容弹试验和缸内喷雾数值模拟相结合的方法,正丁醇掺混比从0增加到40%,分析了燃料的理化特性。采用定容弹试验系统对燃料的喷雾参数进行了研究,采用缸内模拟的方法分析了掺混比对喷雾过程的影响。结果表明,定容弹环境下,正丁醇掺混比增加40%,贯穿距离减小4.95%,喷雾锥角增大16.7%,喷油压力增加30 MPa,喷雾锥角增加28.43°;缸内喷雾过程中,掺混比对贯穿距离影响较小;混合气形成初始阶段,掺混比越高,燃料的SMD(sauter meandiameter)越小,最终趋于一致;随着掺混比增加,燃料喷射质量降低,蒸发质量上升;掺混比越高,喷注的速度峰值降低;在喷注下游中心区域喷雾液滴数密度最高;正丁醇有助于缸内的喷雾过程,掺混比增加,喷雾特性越好。

复合激光诱导荧光定量标定技术及其对喷雾特性研究的应用Ⅱ:喷射参数和环境参数对喷雾特性的定量分析

在改变喷射控制参数和环境参数的喷雾特性研究中,应用定量标定的试验结果深入开展了喷油压力、喷孔孔径、环境密度和环境温度对喷雾各个特性参数影响的研究。研究中发现,提高喷射压力能提高喷雾动能,加速液相喷雾的破碎、促进液相蒸发形成气相喷雾,提高贯穿速率,有利于喷雾的扩散和蒸发。小孔径的喷油嘴,虽然能够减少贯穿距离,但也同时减弱了喷雾和空气的混合空间范围;由于小孔径促进了喷雾的破碎和蒸发,气相喷雾分布均匀程度明显提高。环境密度高的条件下明显减小了喷雾的贯穿距离,这样虽然导致喷雾的扩散速率降低,但由于单位体积内气体量的大幅增加,加快了环境气体和喷雾之间的互相作用,更容易形成气相。环境温度对喷雾的蒸发速率起关键作用,液相喷雾贯穿距离随温度升高而减小,同时,气相最大当量比出现时间提前,这些说明环境温度升高,加速了环境气体和喷雾间的热交换,提高了喷雾的蒸发速率,最终促进气相快速形成。

柴油/二甲氧基甲烷混合燃料喷雾特性的研究

开展了柴油/二甲氧基甲烷(DMM)混合燃料喷雾特性的研究。研究结果表明,在相同环境压力和喷嘴直径下,随着燃料中二甲氧基甲烷掺混比例的增加,喷雾锥角增大,贯穿距离减小;环境压力的增加使得燃油喷雾锥角增大,贯穿距离度减小。对于不同燃油,喷雾锥角与环境压力均呈现θ∝p0a.15的关系;随着喷孔直径增加,喷雾锥角增大,贯穿距离增长;在非破碎段区间内各种燃料的贯穿距离与时间均成正比关系;在破碎段区间内贯穿距离与时间呈现s∝tn关系,对于柴油n=0.6,而且随着DMM含量的增加n值逐渐减小,直至纯DMM时n=0.5。

一种新的燃油喷射模型及其在直喷汽油机开发过程中的应用

直喷汽油机的开发对于缸内喷雾精确性要求较高,商业软件自带的模型在喷雾形状和模拟准确度方面存在着很大的不足.针对这一现状,利用STAR-CD软件平台,采用Fortran语言编写了适用于直喷汽油机的程序代码,并进行了定容环境下喷雾形状的对比,两者具有较高的一致性.在油粒分裂、破碎过程中,油束分布和实际物理过程更加吻合,而喷雾的贯穿距离,试验和CFD分析基本吻合,误差均在5%以内,说明该模型有很好的计算精度.随后,在2.0,L增压直喷汽油机的开发过程中,应用该程序进行了缸内瞬态过程的数值分析,并对制造样机进行了试验验证.结果表明,该喷雾模型结合ECFM燃烧模型可以较准确地预测缸内油气混合及燃烧状况,能够很好地支持工程开发.

MPI燃料供给方式的天然气喷流计算模型

将 Witze的亚音速非稳定空气喷流模型进行密度修正、超音速喷射引起的气体膨胀的影响等修正之后 ,建立了描述超音速非稳定天然气喷流发展过程的基础方程式 ,计算了不同喷孔直径的天然气喷流速度、贯穿距离以及喷射角 ,探明了

柴油喷雾撞壁特性的定量研究

在一个定容弹里,利用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术定量研究了柴油喷雾撞击平板后的燃油分布.研究发现,在气、液相喷雾同时撞壁的条件下气相喷雾瞬态最大当量比出现在撞壁点附近,瞬态最低温度出现在瞬态最大当量比位置并与其发展规律截然相反.撞壁后气相壁面贯穿距离和壁面高度随时间发展逐渐增加,液相壁面贯穿距离和高度先随着时间增加而增大,到某一时刻后保持基本不变.气、液相壁面贯穿距离和壁面高度受各种参数的影响很大.根据实验数据,利用多元非线性回归法,拟合了可以较好预测气、液相壁面贯穿距离和壁面高度的经验公式.

柴油机静态喷雾特性的实验研究

利用高速摄像装置和高压容器 ,拍摄了柴油机喷雾的逆光图像 ;研究了喷雾周围介质密度和种类对喷雾贯穿距离。

MPI燃料供给方式的天然气喷流可视化研究

使用纹影照相法观察了定容装置内从喷射阀喷出的天然气喷流的起动、发展过程。经画像处理得到的测定值表明 ,天然气喷流的贯穿距离与喷射时间的平方根成正比。这与从理论模型得到的计算结果是相当一致的 。

柴油甲醇水三相乳化液雾化特性的数值模拟

采用Fluent数值计算方法模拟柴油、甲醇、水三相乳化液基于压力雾化喷嘴的喷雾特性,得到其喷雾的粒子轨迹与粒子速度矢量图.研究喷嘴启喷压力、喷嘴直径及环境压力等参数对柴油、甲醇、水三相乳化液喷雾特性的影响,为柴油、甲醇、水三相乳化液的应用提供了一定的指导意义.

基于尾气射流的发动机寿命预测模型

通过对汽车尾气高速摄影图像的分析,发现了同一转速下尾气射流贯穿距离随发动机行驶里程的变化规律,并根据实测数据,采用MATLAB技术对其进行了幂函数模型回归,通过拟合优度评价指标决定系数R2、误差平方和(SSE)及误差均方根(RMSE)对其检验,结果表明:该模型能够很好地描述同一型号发动机在同一转速时不同行驶里程下的尾气射流运动过程,为采用尾气射流贯穿距离预测发动机动力特性和寿命奠定了基础,也为确定发动机预防维修任务提供了依据。

喷射压力对生物柴油掺混燃料喷雾特性的影响

基于自行设计的定容弹和高压共轨喷油试验台,通过高速相机对不同掺混比的柴油-生物柴油混合燃料的喷雾过程进行瞬时拍摄,并运用图像后处理技术量化分析喷射压力对掺混燃料的喷雾锥角和喷雾贯穿距离等宏观喷雾特性的参数影响。结果表明：喷射压力从75 MPa提高到135 MPa时,喷射压力对喷雾锥角的影响在4°~5°左右;喷雾锥角和喷雾贯穿距离均逐渐增大,混合燃料的雾化质量有所改善。

对二甲醚的喷雾特性研究

对柴油及二甲醚(DME)喷雾贯穿距离以及雾化特性进行了计算、分析和比较,研究了喷射背压、喷射压力和喷孔直径的变化对二甲醚喷雾特性的影响。可知:在相同的缸内背压下,随着喷射压力增加,喷雾贯穿距离增大;喷射背压提高,喷雾贯穿距离减小;喷雾贯穿距离随喷孔直径的增大而增大;其雾化迅速,在相同的贯穿距离下,二甲醚的浓度分布要比柴油的小,沿着轴向浓度降低的速率也快。这说明二甲醚的喷雾贯穿距离以及雾化性能均优于柴油。

进气涡流和喷油系统参数对大功率柴油机混合气形成的影响研究

通过对大功率柴油机的油气混合及燃烧过程进行三维数值模拟,定量研究了进气系统和喷油系统的参数对混合气形成的影响。结果表明:进气涡流通过加速空气掺和到喷注中的过程,增强空气与油滴的相对运动,加速空气向油滴的传热等促进燃油与空气的混合;喷孔数通过影响燃油的贯穿距离以及空气夹带量进而影响油气的混合。利用燃油质心的偏转角和燃油质心贯穿距离定量表征进气涡流以及喷孔数对油气混合的影响。

直喷汽油机喷雾图像特征提取方法

为解决可视化燃油喷射图像采集系统的喷雾图像对比度低、边界雾化不清晰的问题,提出了一种基于均衡化直方图自适应求取阈值的二值化和图像特征检测算法。该算法根据对比度增强后的喷雾图像的直方图性质,自适应求取二值化阈值,通过自动检测喷嘴位置、喷雾图像最外侧切线以及喷雾最远点位置,确定喷雾贯穿距离和喷雾椎角,然后通过计算得到喷雾图像这两个特征参数,并对喷油全过程采集的25幅图像进行处理。实验结果表明,该方法能较清晰准确地提取喷雾图像轮廓,喷雾贯穿距离和喷雾锥角两个特征参数的变化趋势和理论值具有良好的一致性。