gdi喷嘴内流及喷雾特性的研究

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonInternalFlowandSprayCharacteristicsofGDIInjectorCandidate:LiuFenMajor:PowerMachinery&EngineeringSupervisor:Prof.HuangRonghuaHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性

2、声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论

3、文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要喷雾结构决定了燃油分布及混合气的形成，对燃烧的好坏有直接影响，因此喷油器是GDI系统中非常关键的部件，而喷嘴内部的空化现象对雾化有着本质的影响。这主要表现在空化现象极大的影响了喷嘴出口处的速度、流量、和湍动能的分布，这些都与喷雾的初次破碎密切相关，因此喷嘴内部流动又是GDI发动机设计中必须要考虑的因素。理论和试验研究都表明：高压喷射的柴油喷嘴内部容易形成空化，而近年来有学者在研究中发现GDI多孔喷油器在喷射过程同样

4、会产生空化现象，与柴油喷嘴相比目前对这GDI喷嘴内的空化现象的研究尚还不够深入。由于空化是一个不稳定的气液两相流动，而喷嘴的结构又决定了很难直接通过试验的方法观察喷嘴内部流动的情况，因此数值模拟成为喷嘴内部流动研究的重要手段。本文采用双流体法模拟了针阀位于最大升程和针阀运动时的喷嘴内部流动特性。计算预测了针阀在最大升程时喷孔内部是否会发生空化现象，并分析了喷孔内流动的不均匀性。同时，还研究了针阀运动对喷嘴内流的影响，以及喷孔内的空化发展规律。此外还输出了针阀运动时喷孔出口的流动信息，为后续的喷雾计算提供更准确地边界条件。课题组有两位师兄采用正交设计法研究了4种不同型号的喷油器在不同的喷射压力

5、、喷射背压、定容室温度，以及不同碰壁角度和喷油脉宽等条件下的喷雾结构与粒径分布。本文将其中一种喷油器的试验数据作为数值计算的标定值，并采用离散液滴模型模拟了喷雾过程。计算中通过定义不同的初次破碎模型来导入喷嘴内流的计算结果，由此分析喷嘴内流对喷雾特性的影响。关键词：GDI喷嘴多相流空化初次破碎数值模拟I华中科技大学硕士学位论文AbstractThespraystructuredeterminesthefueldistributionandmixtureformation,andthenhasadirectimpactonthecombustion,soGDIinjectorisamajorc

6、omponentoftheGDIcombustionsystem.Furthermorethesprayisessentiallyaffectedbythecavitationphenomenoninsidethenozzleholes.Thephenomenonofcavitationmainlyhasagreatimpactonthevelocity,massflow,andturbulentkineticenergydistributionatthenozzleexit.Thecavitationistheoneofdominantfactorscausingprimarybreaku

7、p,sotheinternalnozzleflowmustbeconsideredinthedesignofGDIengine.Theoreticalandexperimentalstudieshavebothprovedthat:high-pressuredieselinjectionnozzleiseasytoformcavitation.Inrecentyears,somescholarsfindtha