PDF《柴油机喷孔内空化过程与流动特性研究》

2016年 9月 农业机械学报第47卷 第 9期 d o i :

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8 柴油机喷孔内空化过程与流动特性研究 仇滔1 ,

2 宋鑫1 雷艳1 徐慧1 (

1 . 北京工业大学环境与能源工程学院,北京

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2 . 北京电动车辆协同创新中心,北京

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8 1 ) 摘要:为研究柴油机喷孔内燃油空化过程及其对流动能力的影响, 基于试验和 C F D三维仿真, 保持入口压力不变, 通过改变出口压力改变空化数, 研究了随空化数变化, 喷孔内空化过程及空化流动特性.研究结果表明: 随空化数 降低, 喷孔内流动经历 3个阶段: 无空化阶段、 空化发展阶段和空化饱和阶段.在不同的空化阶段, 随空化数降低, 空化过程和燃油的流通能力不同: 无空化阶段, 喷孔轴向各截面气液混合相体积分数不变, 燃油流量增加, 流量系 数不变;

空化发展阶段, 空化从喷孔入口端向出口端发展, 沿流向各截面气液混合相体积分数均增加, 燃油流量增 加, 但流量系数下降;

空化饱和阶段, 喷孔入口端面的气液混合相体积分数首先达到稳定, 沿流动方向, 其他截面依 次达到稳定, 燃油流量达到最大并保持稳定, 流量系数不断减小. 关键词:柴油机;

喷嘴;

空化;

数值模拟;

流动特性 中图分类号:T K

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4 文献标识码:A 文章编号:1

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0 7 收稿日期:2

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2 修回日期:2

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2 基金项目:国家自然科学基金项目(

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1 2 ) 和北京市教育委员会科学与技术发展项目( K M

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1 8 、 K M

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3 3 ) 作者简介:仇滔(

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7 6 ―) , 男, 副教授, 主要从事内燃机电子控制、 燃油系统匹配、 尾气治理研究, E m a i l :q i u t a o @b j u t . e d u . c n C a v i t a t i o nP r o c e s s a n dF l o wC h a r a c t e r i s t i c s i n s i d eD i e s e l I n j e c t o rN o z z l e Q i uT a o

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2 S o n gX i n

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1 . C o l l e g eo f E n v i r o n m e n t a l a n dE n e r g yE n g i n e e r i n g ,B e i j i n gU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y ,B e i j i n g1

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4 ,C h i n a

2 . C o l l a b o r a t i v eI n n o v a t i o nC e n t e r o f E l e c t r i c V e h i c l e s i nB e i j i n g ,B e i j i n g1

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0 8

1 ,C h i n a ) A b s t r a c t :T os t u d yt h ec a v i t a t i o no c c u r r i n gi nd i e s e l n o z z l ea n di t se f f e c t so nt h ef l o w c a p a c i t y ,t h e p r o c e s s o f c a v i t a t i o na n dt h ef l o wc h a r a c t e r i s t i c s i nd i e s e l i n j e c t o r o r i f i c ew e r ea n a l y z e db a s e do no p t i c a l t e s t i n ga n dt h r e e d i m e n s i o n a lC F D s i m u l a t i o n .I nt h ee x p e r i m e n t ,t h ev i s u a l i z a t i o no fc a v i t a t i o nw a s r e c o r d e db yah i g h s p e e dc a m e r a ,t h ef r a m er a t ew a s s e t t o

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8 8f r a m e s p e r s e c o n d .T h eh i g h f r e q u e n c y K i s t l e r p r e s s u r et r a n s d u c e r s w e r ea s s e m b l e db e f o r ea n da f t e r t h en o z z l et oa c q u i r ep r e s s u r e .U l t i m a t e l y , t h ed a t ao f p i c t u r e sa n dp r e s s u r ew e r es t o r e db yac o m p u t e r .T h e3 DC F Dd i e s e l c a v i t a t i o ns i m u l a t i o n s w e r ec a r r i e do u t u n d e r c o n d i t i o n s o f d i f f e r e n t i n l e t p r e s s u r e s a n db a c kp r e s s u r e s b a s e do nt h ec o m m e r c i a l c o d eF l u e n t .T h eC F D s i m u l a t i o n sw e r ev a l i d a t e db yt h ee x p e r i m e n t a l d a t a .T h er e s u l t ss h o w e dt h a t : w h e nK>