生物质燃油条件下压燃式发动机喷嘴内部空化流动的数值仿真研究.pdf

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1、生物质燃油条件下压燃式发动机喷嘴内部空化流动的数值仿真研究NumericalSimulationofCavitationFlowPropertiesofBiofuelinInjectionNozzleofCompressionIgnitionEngine研究方向￡△旦丝△里￡』￡△巡￡盥g2011年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：委员：老饷峰中国科学技术大学教授鼍Ⅵ岛合肥工业大学教授⋯一№司独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成

2、果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金赶王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。⋯一擗立闯串签字日期：加吖年够月扣日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金匿王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金目巴王些太兰差．_可以将学位论文的全部或部分论文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、汇编学

3、位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：翻渤习签字日期：三p，，年争码多D日电话：邮编：j锄叮If闯明立胡刀T：年名l签彬者易文期论日位字学签生物质燃油条件下压燃式发动机喷嘴内部空化流动的数值仿真研究摘要发动机燃油在喷嘴内部产生的空化能促进燃油的雾化效果，从而提高燃油的利用效率和减少污染物的排放，但空化也容易导致喷嘴和针阀的气蚀磨损，因此喷嘴内空化流动的特性研究一直是国内外发动机领域的热点问题之一。随着石油资源的日益短缺和油价的飞涨，生物质燃料以其来源广泛，污染少等优点，可望作为未来发动机的替代燃料。本学位

4、论文以微乳化生物质燃油为介质，探讨其在喷嘴内的空化流动特性，为生物质燃油在发动机上的应用提供指导。由于柴油机喷嘴尺寸很小，内部流速很高，比较难于对其进行直接的实验观察，数值模拟越来越成为一种方便可靠的研究方法。本文运用混合均相流模型加完全空化模型对微乳化生物质燃油在喷嘴内空化流动特性进行数值模拟，引入无量纲参数雷诺数僻P)、空化参数(目、流量系数(cd)和初始幅度扰动参数(ampO)等，较全面地描述了其在喷嘴的内部流动特性，并将生物质燃油的结果与柴油结果进行比较；分析了燃油物性参数对空化的影响，为燃油改性处理提供依据，并就微乳化生物质燃油的喷嘴结构及喷射条件设计等方

5、面进行了讨论。结果表明，微乳化生物质燃油在喷嘴内空化流动情况与柴油相似。相比于柴油，微乳化生物质燃油达到空化初生、临界空化和超空化等过程需要较高的喷射压力。燃油的粘度是影响空化发生和形态的主要物性参数，较高的粘度会抑制空化；喷嘴的结构形状(如长度，直径，入口圆角及外形)均对空化产生显著影响；背压较高时会抑制空化；低针阀升程下空化不易出现。关键词：微乳化生物质燃油；柴油机喷嘴；空化流动；数值模拟NumericalSimulationofCavitationFlowPropertiesofBiofuelinInjectionNozzleofCompressionIgni

6、tionEngineABSTRACTThecavitationflowintheinjectionnozzleofcompressionignitionenginecanenhancethefuelsprayingeffect，promotetheusefulefficiencyoffuelandreducethepollution．However，itisalsoeasyforcavitationtoresultintheerosionsofinjectornozzleandneedlevalve．Thus，thestudyingcavitationflowisa

7、lwaysoneoffocusresearchtopicsinthedieselenginefield．Becauseofthegrowingshortageandsoaringpriceofpetrochemicalfuel，thebiofuelisregardedasanidealalternativefuelwithmorerawmaterialsourcesandlesspollution．Thepresentthesisistostudythecavitationflowofmicroemulsificatedbiofuelintheinjectorn