燃料特性对乙醇—正丁醇—十四烷燃油雾化特性的影响分析

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1、正JU十由雾伽向分析2016-03-2517:36:34汽车工程学报2016年1期胡鹏++.土伟++塀雪明图1射流破裂K图中：厶为喷嘴孔长，cm；D为转角半径，cm；"”为小油诵为破裂长度，cm；r为初始油帀表血动力粘度系数，Pa-so无量纲变量被定义为:SaulerZ=/Re,、T=ZyfW^、We.=p^r/o、和％?=P2irr/(J和Re,=urrp}/“。1.2液滴二次雾化计算直径为&的液滴以速度uL在速度为的气流中相对运动时，其受力分析如图2所示。L3;次雾4370K记IP分30密度、密度"衣面处动力洛图2单液滴受力分析液滴一半对另一半的吸引力为仁=必7。(

2、4)由于气流作用在球面上的压力分布，使液滴在垂直于气流方向上拉丿

3、:的力正比于气动压力及液滴的迎风面积：fd=kx().257ic尸x0.5p<(你±。(5)式中：〃为直径，m：o•为表面张力系数，N/m；P.为气流密度，kg/m-；幺为系数；竹和如分别为液滴和气流速度，m/so山于熬发和气流阻力的作用，上式中的“和%工LiMirh+idi>1V66rnlU-粉土巳沽和ihlin*厶的表面张力、粘度和摩尔质量用式（13）计算。(3y1P,="JPif/人二工兀/E。(12)(13)式中：仇为混合燃料物性值（除密度外）；兀为第/种组分的摩尔分数；几为第，种组分的物性值。

4、空计算结果与分析2.1对初次雾化的影响图3为燃料特性对初次雾化特征参数。和人变化的影响关系。由图3可知：（1）十四烷中掺醇后射流表面增长最快的扰动波的波长/降低。与I-四烷相比，N5E5、N5E10、N5E15和N10E10的/降幅分别为4.76%、7.65%.9.95%和7.96%；由于破碎出來的液滴半径正比于增长最快的扰动波的波长，因此十四烷中掺混醇有助于降低连续的射流破碎后团块液核半径。（2）与十四烷相比，所有乙醇柴油的初次雾化破碎参数人降低；N5E5、N5E10、N5E15和N10E10的几降幅分别为2.12%.4.08%.5.72%和3.59%。由于破碎时间正

5、比于破碎参数Ps，柴汕机燃用乙醇柴油时初次雾化破碎时间缩短。因此在相同的喷射条件F十四烷掺醇后，有助于燃汕在喷汕器油嘴附近撕裂，促进缸内燃汕初次雾化。（3）随着乙醇柴油屮添加醇的质量分数的2.2I气流面张衣面f和燃:刻和,油液］时间i滴直;变导:关系CI的临摘要：为探讨燃料特性促进柴油机缸内乙醇柴油雾化过程的影响机理，采用单组份十四烷代替实际多组分柴油，利用经典KH模型和TAB模型数值分析燃料特性对乙醇■正丁醇■十四烷混合燃料初次和二次雾化的影响规律。结果表明，十四烷中掺混乙醇和正丁醇后初次雾化团块液核半径和破碎吋间均降低，有助于燃油在喷油器油嘴附近撕裂，促进柴油机近喷

6、嘴区燃油初次雾化；在相同的条件下,乙醇柴油理化性质对二次雾化的影响很小；液滴半径越小，破碎后Sauter平均半径和破碎时间对半径增量敏感性越强，越容易发牛•二次雾化；良好初次雾化和液滴蒸发特性促进液滴二次雾化和液滴蒸发。关键词：内燃机；乙醇柴油；燃料特性；初次雾化；二次雾化中图分类号：TK402文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.01.07Abstract：Inordertoinvestigatetheeffectoffuelpropertiesontheatomizationofethanol-dieselbl

7、ended,theprimaryatomizationofliquidjetandsecondaryatomizationofdropletwerecalculatedbyKelvin-Helmholtzinstability(KH)modelandtayloranalogybreakup(TAB)Model,respective!y.Thedieselwasreplacedbyn-tetradecaneinthemodel.Theresultsindicatethattheliquidcoreradiusandbreakingtimeoftheprimaryatomi

8、zationofliquidjetofethanol-dieselarereduced・Addingethanolandn-butylalcoholton-tetradecaneisbeneficialtofuelsprayatomizationnearthenozzleexitindieselengine.Underthesameconditions,fuelpropertieshavelittleeffectonsecondaryatomizationofdroplet.Forsmallerradiusofdroplet,thesen