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柴油机燃油喷射雾化特性及其影响因素分析的理论研究

作　者: 李营
导　师: 陆欣
学　校: 南京理工大学
专　业: 工程热物理
关键词: 柴油机喷射雾化 FLUENT VOF 贯穿距 SMD
分类号: TK421.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 24次
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内容摘要

目前,柴油机专家以及学者们重点关注研究的问题之一是：采取各种方法,从而提高柴油机的工作效率。为了解决这个问题,大多数柴油机专家和学者重点考虑并研究了柴油机内柴油的燃烧效率。而对于提高柴油机内柴油燃烧效率,本文是通过研究柴油机内柴油的喷射雾化现象来实现的。本文主要对燃油在某型柴油机喷油器内部的流动以及燃油在喷油器喷孔外场的雾化分别建立了数学模型,同时采用CFD方法进行了数值模拟,并获得了一定的成效。针对某型直接喷射式柴油机的喷油器,本文建立了其计算模型,该模型是基于该喷油器的针阀达到最大升程时建立的。同时结合柴油机喷射理论以及计算流体力学理论,本文使用FLUENT软件,采用VOF模型,模拟了不同喷射压力,不同喷孔直径以及不同背压时,燃油在喷嘴内部的流动情况。在某型直接喷射式柴油机喷油器喷射模拟的基础上,本文研究了燃油在柴油机燃烧室内的雾化现象。对于该现象的研究,本文建立了该柴油机燃烧室模型。结合流体流动基本方程(质量守恒、能量守恒以及动量守恒)、k-ε湍流方程以及雾化基本方程等,使用FLUENT软件,并采用DPM模型,模拟了喷射压力、喷孔直径、燃烧室内背压不同时,燃油的贯穿距、索特平均直径(SMD)等参数的变化规律。在对柴油机燃油喷射雾化过程进行数值模拟的基础上,用后处理软件对模拟结果进行处理,分析了喷孔直径、燃油的喷射压力以及背压对于燃油喷雾特性的影响。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-21
  1.1 课题的研究背景和意义  10-11
  1.2 国内外研究状况  11-18
    1.2.1 柴油机国内外发展状况  11-13
    1.2.2 不同喷嘴喷射特性的国内外研究现状  13-14
    1.2.3 柴油机雾化特性国内外研究现状  14-16
    1.2.4 喷雾特性影响因素的国内外研究现状  16-18
  1.3 柴油机燃油喷雾特性的研究方法  18-19
    1.3.1 实验测量法  18-19
    1.3.2 数值模拟法  19
  1.4 本文主要的研究内容  19-21
2 柴油机燃油喷射模型及数值模拟方法  21-35
  2.1 引言  21
  2.2 柴油机燃油喷射模型  21-28
    2.2.1 柴油机喷油器的物理过程  21-23
    2.2.2 物理模型  23
    2.2.3 数学模型  23-28
  2.3 柴油机燃油喷射的数值模拟方法  28-34
    2.3.1 模型建立与网格划分  30
    2.3.2 计算初边界条件  30-31
    2.3.3 数值模拟的计算模型  31-32
    2.3.4 数值模拟的计算方法  32-34
  2.4 本章小结  34-35
3 柴油机燃油喷射特性数值模拟结果及影响因素分析  35-53
  3.1 引言  35
  3.2 柴油机燃油喷射特性数值模拟结果  35-39
    3.2.1 数值模拟条件  35-36
    3.2.2 数值模拟结果  36-39
  3.3 影响燃油喷射特性的因素分析  39-51
    3.3.1 喷孔直径对燃油喷射特性的影响  39-43
    3.3.2 喷射压力对燃油喷射特性的影响  43-47
    3.3.3 背压对燃油喷射特性的影响  47-51
  3.4 本章小结  51-53
4 柴油机燃油雾化模型及数值模拟理论  53-70
  4.1 引言  53
  4.2 柴油机燃油雾化模型  53-58
    4.2.1 柴油机燃油雾化过程  53-54
    4.2.2 柴油机燃油分裂雾化模型  54-58
  4.3 柴油机燃油雾化场计算模型  58-62
    4.3.1 物理模型  58
    4.3.2 数学模型  58-62
  4.4 柴油机燃油雾化场特性的数值模拟方法  62-68
    4.4.1 模型建立与网格划分  64
    4.4.2 计算初边界条件  64-65
    4.4.3 数值模拟的计算模型  65-67
    4.4.4 数值模拟的计算方法  67-68
  4.5 本文采用的雾化模型和数值计算方法  68-69
  4.6 本章小结  69-70
5 柴油机燃油雾化场数值模拟结果及影响因素分析  70-79
  5.1 引言  70
  5.2 柴油机燃油雾化场数值模拟结果  70-72
    5.2.1 数值模拟条件  71
    5.2.2 数值模拟结果  71-72
  5.3 喷雾场影响因素分析  72-78
    5.3.1 喷射压力对燃油喷雾场的影响  73-75
    5.3.2 喷孔直径对燃油喷雾场的影响  75-76
    5.3.3 背压对燃油喷雾场的影响  76-78
  5.4 本章小结  78-79
6 结论与展望  79-81
  6.1 结论  79
  6.2 展望  79-81
致谢  81-82
参考文献  82-89
附录  89

柴油机燃油喷射雾化特性及其影响因素分析的理论研究

内容摘要

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