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多次喷射下压力波动对喷嘴内流及近场喷雾影响试验研究 被引量:2
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作者 魏云鹏 范立云 +3 位作者 张瀚文 礼博 顾远琪 冷先银 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期836-844,共9页
为研究多频压力波动与喷嘴内流的因果关系以及对近场喷雾的影响机理,采用高速显微成像技术,开展了不同共轨压力下多次喷射过程真实尺寸锥形孔喷嘴可视化试验研究。同时通过高压传感器测量,得到喷嘴入口压力波动数据。研究结果表明:主喷... 为研究多频压力波动与喷嘴内流的因果关系以及对近场喷雾的影响机理,采用高速显微成像技术,开展了不同共轨压力下多次喷射过程真实尺寸锥形孔喷嘴可视化试验研究。同时通过高压传感器测量,得到喷嘴入口压力波动数据。研究结果表明:主喷过程喷雾锥角呈靴型趋势,由发展期、转化期、稳定期和衰减期组成,其整体趋势受喷射压力的影响,过程中存在空化形式的转变。预喷和后喷等小油量喷射过程中,存在针阀升程波动导致的不一致性。喷嘴处压力降与循环喷油量水平呈正相关,空化形式的转变影响了压力波动频率和传播速度。其中几何诱导空化形成时,压力呈低频波动,而线空化形成时,产生高频压力波动趋势。 展开更多
关键词 真实尺寸锥形孔 近场喷雾 压力波动 多次 流动空化特性
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柴油机喷嘴喷孔非对称结构对近场喷雾特性的影响 被引量:4
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作者 吴玉强 王谦 +3 位作者 高志胜 何志霞 孙伟 郦赟 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期170-175,共6页
以某型国产单孔柴油喷油器为研究对象,采用X射线CT成像技术获取了喷嘴精确几何结构,发现了喷孔入口圆角的不对称性;同时采用长工作距离显微镜头结合高速可控闪光显微摄影技术,获得了喷油器喷孔下方3mm内近场喷雾图像,发现了喷雾的非对... 以某型国产单孔柴油喷油器为研究对象,采用X射线CT成像技术获取了喷嘴精确几何结构,发现了喷孔入口圆角的不对称性;同时采用长工作距离显微镜头结合高速可控闪光显微摄影技术,获得了喷油器喷孔下方3mm内近场喷雾图像,发现了喷雾的非对称现象,研究了喷孔非对称结构对柴油喷雾近场特性的影响。研究结果表明:喷孔入口为棱角时能够促进近场喷雾破碎;启喷阶段,喷雾轮锥角θ1和锥角θ2出现分离点,分离点之后θ1小于θ2;喷雾稳定阶段,喷孔非对称结构对近场喷雾特性的影响最为显著,圆角侧喷雾初次破碎很差,尖棱侧喷雾初次破碎很细,有大量液丝产生。针阀落座阶段,近场喷雾锥角出现结合点,结合点出现之前喷孔非对称结构的影响依然存在,结合点出现时,尖棱侧近场喷雾轮锥角骤减为零。 展开更多
关键词 内燃机 油器 孔结构 近场喷雾 轮廓角
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基于超高速摄影分析柴油机近场喷雾锥角变化特性 被引量:6
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作者 王谦 孙伟 +1 位作者 何志霞 房明成 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第15期47-53,共7页
为研究近场喷雾锥角的变化及其对初次雾化的影响,在可视化定容弹试验台上,采用超高速数码摄影和长距工作显微成像技术相结合的方法,研究了不同喷射压力、背压及孔径对距喷孔出口4 mm范围内高速射流的喷雾锥角的影响。结果表明,在整个喷... 为研究近场喷雾锥角的变化及其对初次雾化的影响,在可视化定容弹试验台上,采用超高速数码摄影和长距工作显微成像技术相结合的方法,研究了不同喷射压力、背压及孔径对距喷孔出口4 mm范围内高速射流的喷雾锥角的影响。结果表明,在整个喷油过程中,近场喷雾锥角呈现三段式的发展,存在2个波峰"始峰"和"尾峰"以及一个稳定波动段;启喷阶段,喷射压力越高近场喷雾锥角的"始峰"值越大,且"始峰"出现的越早,喷油器的启喷性能也越好,而背压对启喷性能影响较小;结束阶段,随着喷射压力和背压的升高,近场喷雾锥角的"尾峰"值越大,同时"尾峰"出现的时刻更为靠后;稳定阶段,背压越大,近场喷雾锥角越大,而近场喷雾锥角随喷孔直径的增加呈现出减小的趋势。 展开更多
关键词 柴油机 压力 燃油 近场喷雾锥角 孔直径
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针阀升程对乙醇柴油的空化现象及近场喷雾特性的影响 被引量:2
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作者 黄晓冬 袁银男 +1 位作者 邓海鹏 王宇鹏 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期22-28,共7页
基于等比例放大透明喷嘴搭建可视化试验台,以乙醇柴油为流动介质,通过控制燃油喷射压力改变孔内燃油流动速度,对比研究了不同燃油流速下3种针阀升程(3mm、6mm和8mm)所对应的喷嘴孔内空化现象及近场喷雾形态。试验发现:喷嘴孔内空化现象... 基于等比例放大透明喷嘴搭建可视化试验台,以乙醇柴油为流动介质,通过控制燃油喷射压力改变孔内燃油流动速度,对比研究了不同燃油流速下3种针阀升程(3mm、6mm和8mm)所对应的喷嘴孔内空化现象及近场喷雾形态。试验发现:喷嘴孔内空化现象随燃油流速升高依次历经无空化阶段、空化阶段(初生-发展-超空化)和柱塞流阶段;同等燃油流速下针阀升程越小,则喷嘴孔内越易发生空化,且空化现象更为强烈。喷孔流量系数随燃油流速升高呈先缓慢增大后急剧减小的变化趋势;同等燃油流速下针阀升程越大,则喷孔流量系数越大。近场喷雾锥角随燃油流速升高呈先增后减的变化趋势;在柱塞流发生之前,同等燃油流速下针阀升程越小,则近场喷雾锥角越大,且喷雾锥角峰值对应的燃油流速越小。 展开更多
关键词 空化 近场喷雾 针阀升程 可视化试验
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柴油耦合喷嘴内空化流动对近场喷雾影响的模拟 被引量:3
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作者 孙丽芝 何邦全 +1 位作者 张更伽 张岩 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期81-89,共9页
柴油机共轨压力的提高使空化现象快速发生而影响柴油近场喷雾的初次破碎,进而对后续燃烧和排放产生作用.因此搭建了单孔柴油喷油器内外流耦合喷嘴三维数值模型,并进行了验证.在此基础上,模拟研究了针阀开启初期不同喷油压力下空化流动... 柴油机共轨压力的提高使空化现象快速发生而影响柴油近场喷雾的初次破碎,进而对后续燃烧和排放产生作用.因此搭建了单孔柴油喷油器内外流耦合喷嘴三维数值模型,并进行了验证.在此基础上,模拟研究了针阀开启初期不同喷油压力下空化流动对近场喷雾特性的影响.模拟结果表明,喷孔内空化发展经历了3个阶段:单相流区(Fv<0.3%)、空化发展区(0.3%<Fv<21%)及超空化区(Fv>21%),且空化发展中会伴随云空化的产生.喷油压力越大,空化初生时间越早,发展速度越快.进入超空化区后,空化气泡溃灭最先引起近场喷雾上游的主液柱区的破碎,破碎区逐步向喷雾下游延伸.空化引起喷雾破碎粒径减小,液滴数增加.空化使得喷雾径向速度增大,径向扩展能力增强,使得喷雾锥角增大.空化区涡值大,旋涡结构小且旋转强度大,进入喷射腔后增强了对喷雾的扰动,使得喷雾液芯变细,促进了液芯外侧的喷雾破碎. 展开更多
关键词 空化流动 近场喷雾 破碎机理 数值模拟
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喷孔长度和喷油体温度对乙醇柴油空化及近场喷雾的影响 被引量:3
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作者 高莹 邓海鹏 +2 位作者 麻斌 刘洪岐 王亚娣 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1261-1269,共9页
利用高速摄像机和放大比例的单孔透明喷嘴搭建可视化试验台,研究喷孔长度和喷油体温度对喷孔内乙醇柴油空化流动特性和近场喷雾的影响,试验用喷嘴的孔径均为2 mm,孔长分别为4 mm、6 mm和8 mm,喷油体温度分别控制在303 K、333 K和363 K... 利用高速摄像机和放大比例的单孔透明喷嘴搭建可视化试验台,研究喷孔长度和喷油体温度对喷孔内乙醇柴油空化流动特性和近场喷雾的影响,试验用喷嘴的孔径均为2 mm,孔长分别为4 mm、6 mm和8 mm,喷油体温度分别控制在303 K、333 K和363 K。试验发现,随着孔内燃油平均流速的增加,各喷孔的空化现象依次经历了无空化、空化初生、空化发展和超空化5个阶段,短喷孔内更易发生空化现象,且在相同的空化阶段短喷孔的孔内燃油平均流速小于长喷孔;此外在相同进出口压差下短喷孔对应的近场喷雾锥角要大于长喷孔喷雾锥角。喷油体温度也会影响喷孔内空化流动特性和近场喷雾形态,喷油体温度越高,空化现象越强烈,空化变化速率越大;当喷孔进出口压差相同时,喷油体温度在303 K、333 K和363 K所对应的近场喷雾锥角依次增大。最大近场喷雾锥角所需的喷射压力随喷油体温度的升高而减小。 展开更多
关键词 乙醇柴油 空化 近场喷雾 孔长度 油体温度
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不同燃料的喷嘴内流动与喷雾形态可视化试验 被引量:14
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作者 姜光军 张煜盛 +1 位作者 Medhat Elkelawy 肖干 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期22-29,共8页
采用高速可控闪光摄影技术搭建了喷油器喷孔内流动及近场喷雾可视化试验装置,针对柴油、汽油、乙醇柴油、生物柴油4种燃料,对实际尺寸的透明喷油器喷孔内的流动及近场喷雾进行了对比试验研究。试验研究结果表明:所有试验燃料喷孔内均呈... 采用高速可控闪光摄影技术搭建了喷油器喷孔内流动及近场喷雾可视化试验装置,针对柴油、汽油、乙醇柴油、生物柴油4种燃料,对实际尺寸的透明喷油器喷孔内的流动及近场喷雾进行了对比试验研究。试验研究结果表明:所有试验燃料喷孔内均呈现空穴流动,低运动粘度、高饱和蒸气压的燃料空穴生成时刻更早、空穴强度更强;喷孔空穴强度较大的燃料具有更大的近场喷雾锥角;喷射结束后喷孔内会产生气体倒流现象并形成初始气泡,初始气泡体积随燃料表面张力的减小而增大。同时发现,针阀运动会对压力室和喷孔内的流动产生极大的扰动并影响其流动形态。 展开更多
关键词 流动 空穴 近场喷雾 可视化试验
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内/外交叉孔喷嘴内部和近场流动特性的试验 被引量:1
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作者 金煜 冷先银 +2 位作者 陈广平 王谦 何志霞 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期35-42,共8页
为认识内/外交叉孔喷嘴的内部空穴流动和近场喷雾特性,采用常规圆孔、外交叉孔和内交叉孔三种孔型的喷嘴在不同喷射压力、子喷孔交叉角度及出口中心距下进行了比例放大的喷嘴内部流动与喷雾近场可视化试验。试验结果表明:不同于圆形喷... 为认识内/外交叉孔喷嘴的内部空穴流动和近场喷雾特性,采用常规圆孔、外交叉孔和内交叉孔三种孔型的喷嘴在不同喷射压力、子喷孔交叉角度及出口中心距下进行了比例放大的喷嘴内部流动与喷雾近场可视化试验。试验结果表明:不同于圆形喷孔的近轴对称射流,内/外交叉孔喷嘴由于燃油的内/外部碰撞冲击作用,射流主要在与两个子喷孔中心线所处平面正交的平面(扩散面)上径向扩散,形成扇形射流。外交叉孔喷嘴喷雾扩散最为显著,其在扩散面上的液滴分散到喷嘴以下180°范围内,内交叉孔喷嘴扩散次之,两者扩散效果均远强于常规圆孔。此外,随喷射压力的提高,常规圆孔喷嘴在0.30MPa左右产生空穴,并迅速发展为水力柱塞流状态;外交叉孔喷嘴也在0.30MPa左右产生空穴,并逐渐发展至喷孔出口附近,但至1.0MPa也未出现水力柱塞流状态;内交叉孔喷嘴内始终无空穴产生。 展开更多
关键词 交叉孔 碰撞 交叉角度 内部流动 近场喷雾
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柴油机锥度孔喷嘴内线空化及初始气泡对喷雾形态影响的可视化研究 被引量:3
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作者 陈舟 何志霞 +3 位作者 郭根苗 张正洋 孙申鑫 管伟 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期953-959,共7页
柴油机喷嘴内的流动特性对喷雾雾化特性有直接影响,本文基于高速数码显微成像技术,使用真实尺寸渐缩孔透明喷嘴,在柴油机高压共轨试验台上获得了透明锥度孔喷嘴内的空化流动瞬态发展特性,捕获了锥度孔内的线空化和初始气泡,分析了线空... 柴油机喷嘴内的流动特性对喷雾雾化特性有直接影响,本文基于高速数码显微成像技术,使用真实尺寸渐缩孔透明喷嘴,在柴油机高压共轨试验台上获得了透明锥度孔喷嘴内的空化流动瞬态发展特性,捕获了锥度孔内的线空化和初始气泡,分析了线空化对喷雾锥角的影响以及启喷阶段初始气泡的产生机理。结合初始气泡形态,分析了五种喷雾头部结构的形成机理。研究发现:线空化是喷雾锥角不稳定变化的直接原因;近场喷雾头部结构与初始气泡的大小、数量及位置有直接关系。 展开更多
关键词 柴油 透明渐缩孔 线空化 初始气泡 近场喷雾
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压力雾化近场液核破碎过程研究
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作者 郭敏 盛金城 +2 位作者 吴超群 刘辉 范青荣 《武汉理工大学学报》 CAS 2021年第10期81-86,共6页
为探究近场液核的破碎过程,设计搭建了低喷射压力的喷雾可视化实验平台。采用高速摄像机以及高强度连续光源,对近喷嘴区射流液核的微观结构进行记录,结合图像后处理技术对射流液核结构进行量化以及统计分析。喷射压力为1MPa、2MPa、5MPa... 为探究近场液核的破碎过程,设计搭建了低喷射压力的喷雾可视化实验平台。采用高速摄像机以及高强度连续光源,对近喷嘴区射流液核的微观结构进行记录,结合图像后处理技术对射流液核结构进行量化以及统计分析。喷射压力为1MPa、2MPa、5MPa,环境条件为常温常压。实验观察到,在低喷射压力条件下,完整液核的长度随着时间的发展呈现周期性变化;液核主体上可以观察到规则的"圈层"液滴簇分布的结构;自远离孔口的过程中,"圈层"液滴簇沿径向逐渐向外扩张,同时相邻"圈层"液滴簇之间的距离越来越远。结合实验现象,对近场液核破碎过程进行了讨论。 展开更多
关键词 液体 近场喷雾 液核 液滴簇 破碎机理
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