双喷油器大角度喷雾碰撞模拟与试验研究

李晓捷, 王兆文, 胡谊, 王亮, 汪安稳, 成晓北

燃烧科学与技术 ›› 2025, Vol. 31 ›› Issue (01) : 16-26.

双喷油器大角度喷雾碰撞模拟与试验研究

  • 李晓捷, 王兆文, 胡谊, 王亮, 汪安稳, 成晓北
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摘要

为提高柴油机升功率,高功率密度(HPD)柴油机采用双喷油器.但在高温环境(1 200 K)下,过多的燃油量不仅增加了燃烧当量比,而且缩短了滞燃期,使燃油未充分雾化就开始着火,从而导致燃烧恶化现象.组织喷雾碰撞能一定程度上促进油气混合、缓解燃烧恶化,目前碰撞喷雾相关研究中喷雾的碰撞角度较小,且主要针对喷雾雾化.为进一步提高超高功率密度柴油机的燃烧效率,本文基于可视化定容燃烧弹(CVCC)探究了双喷油器大角度碰撞喷雾(90°、120°、150°、180°)的雾化和碳烟生成特性,并利用Star-ccm+软件对喷雾碰撞进行了模拟.研究发现,任意角度喷雾碰撞的动能损失均可以通过180°对撞喷雾的动能损失预测,并基于此提出喷雾碰撞的动能损失模型.实验表明,随碰撞角度增加,碰撞后喷雾区域湍动能增强,雾化改善,燃烧品质提升,碳烟峰值减小,碳烟氧化速度加快.

关键词

喷雾碰撞 / 高温环境 / 湍动能 / 动能损失模型 / 定容燃烧弹

中图分类号

U464.172

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李晓捷, 王兆文, 胡谊, 王亮, 汪安稳, 成晓北. 双喷油器大角度喷雾碰撞模拟与试验研究. 燃烧科学与技术. 2025, 31(01): 16-26

基金

国家自然科学基金资助项目(52376109)

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