基于平面激光测径技术（LSD）的柴油喷雾粒径分布特性研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于平面激光测径技术（LSD）的柴油喷雾粒径分布特性研究硕士研究生：蔡志勇指导教师：董全副教授学科、专业：动力工程及工程热物理论文主审人：杨立平副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于平面激光测径技术（LSD）的柴油喷雾粒径分布特性研究硕士研究生：蔡志勇指导教师：董全副教授学位级别：工学硕士学科、专业：动力工程及工程热物理所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADiss

2、ertationfortheDegreeofM.EngStudyondroppletsizedistributionofdieselspraybasedonLaserSheetDrop-sizingCandidate:CaiZhiyongSupervisor:ProfDongQuanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringPowerEngineeringandEngineeringThermalSpecialty:PhysicsDateofSubmission:Jan,2018DateofOralExamination:M

3、ar,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，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。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工

4、作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于平面激光测径技术（LSD）的柴油喷雾粒径分布特性研究摘要在

5、柴油机中，喷雾特性决定了燃烧室内空气和燃料混合过程，是决定燃烧质量的一个重要因素，而燃烧质量的好坏决定了柴油机的动力性、经济性和排放性，因此对喷雾特性的研究具有十分重要的意义。PLIF（平面激光诱导荧光）和LSD（平面激光测径）技术作为先进的光学测试技术手段，可以提供包括喷雾贯穿距、喷雾中燃油粒径分布在内的多种喷雾宏观特性参数和微观特性参数，本文采用这两种技术研究了喷油压力、背景压力以及喷孔孔径对柴油喷雾特性的影响。首先，本文搭建了基于PLIF和LSD技术的喷雾特性的测试平台，探究了柴油溶液和柴油喷雾的荧光特性，并对喷雾图像作了能量衰减等一系列矫正，在此基础上对柴油喷雾

6、浓度与荧光强度之间的关系进行了标定，得到了确定二者关系的标定系数Kc；同时基于PDA数据对LIF/MIE图像信号强度与SMD之间的关系进行标定，得到了标定系数K；最终获得了不同实验条件下的喷雾宏观及微观特性参数。其次，本文研究了喷油压力、背景压力和喷孔孔径对喷雾宏观特性参数的影响，发现提高喷油压力和喷孔直径在可以促进喷雾体积的增长，提高喷雾在空间内的扩散能力，而背景压力的则会抑制喷雾在轴向的发展，并导致喷雾体积减小。结合液体射流破碎理论来看，喷油压力和孔径的改变，主要影响喷孔内部的流动状态，背景压力的改变导致喷孔除了使得出口处油柱所受的气动干扰发生变化，进而影响到油束在

7、喷孔出口处破碎过程外，对之后的燃油液滴运动也有重要的影响。最后，本文研究了喷油压力、背景压力和喷孔孔径对喷雾浓度、喷雾SMD分布的影响，发现随着喷油压力的提高，喷雾中当量比最大值下降，浓度分布更加均匀，同时SMD变小，说明随着喷油压力的提高雾化质量变好。随着背压的增大，喷雾当量比减小，这主要是因为环境密度增大，导致喷雾内燃油与空气的质量比下降，同时SMD变大，因为喷雾体积变小，使得喷雾内油滴数密度增大，导致油滴间的碰撞几率增大，油滴的聚合使得SMD变大。随着喷孔直径的增大喷孔出口截面积增大，对应更大的质量流量，而此时的喷雾锥角却相对较小，