动力机械及工程硕士论文喷油嘴内部流动及近场喷雾结构的试验与数

1、动力机械及工程硕士论文：喷油嘴内部流动及近场喷雾结构的试验与数值模拟研究【英文题名】 Experimental and Numerical Investigation of Internal Flow and Near-Field Spray Structure of Nozzles 【作者】 彭天鹏; 【导师】 文华; 【学位授予单位】 南昌大学; 【学科专业名称】 动力机械及工程 【学位年度】 2010 【论文级别】 硕士 【付费索取全文】Q联系Q：138113721 Q联系Q:139938848【关键词】 喷油嘴; 空穴; 近场喷雾; 大涡模拟; 流体体积法; 【英文关键词】 injec

2、tor nozzle; cavitation; near-field spray structure; LES; VOF; 【中文摘要】 目前人们对高速液体射流雾化机理认识有限,尤其对一次雾化的初始扰动源了解还不够,而初始扰动源于喷雾上游的喷孔内部流动。本文对喷孔内部流动及近场喷雾结构进行了试验与数值模拟研究,采用阴影法对研究区域进行高速闪光拍摄,用开源CFD程序代码对相同区域进行数值计算。 搭建了以高压共轨系统为基础的高速闪光摄影装置,装置原理为在暗室环境下,利用数码相机B快门,通过高速闪光瞬间曝光记录成像。设计加工了以有机玻璃为材料的透明喷嘴帽替代原有金属喷嘴尖梢部分模拟实际的压力室与喷孔

3、。为了清晰观察喷孔内部流动结构及近场喷雾结构,利用自制转接环将长距离显微镜与数码相机匹配,对喷孔与近嘴区域的喷雾进行27倍放大。自行研制的延时控制模块有效解决了手压快门抓拍的困难,使得闪光时刻与目标拍摄时刻同步。试验对不同结构的喷嘴不同轨压下进行拍摄试验,对比分析不同喷嘴内部流动结构对雾化的影响。拍摄结果显示,喷嘴内部存在空穴与强湍流,空穴与强湍流促进了近嘴区域的燃油的雾化,孔内的空穴分布结构对喷嘴结构极其敏感,导致了近嘴区域喷雾结构变化多样。 在linux系统下,在开源CFD代码OpenFOAM基础上建立数学模型。数学模型是. 【英文摘要】 Knowledge of high-speed l

4、iquid jet atomization mechanism is limited at present; especially the disturbance source of the initial spray breakup is not enough understanding, the initial disturbance from the upstream of spray, namely the internal flow of fuel injector nozzle.In this paper, the internal nozzle flow and spray st

5、ructure of near-field experiments and numerical simulation had been performed.Combined the shadow method and high-speed flash photography, and calculating with open source CFD code .摘要 3-4 ABSTRACT 4-5 第1章 绪论 8-18 1.1 选题背景及课题来源 8-10 1.2 雾化机理研究概况 10-11 1.3 喷嘴内部流动状态简要介绍 11-12 1.4 喷嘴内部流动及近场喷雾的试验研究概况 12

6、-15 1.5 喷嘴内部流动及近场喷雾的数值模拟概况 15-17 本文主要内容 17-18 第2章 试验装置及原理 18-30 2.1 试验方法及原理 18-19 2.2 试验装置系统设计及工作过程 19-20 2.3 模块介绍 20-29 2.3.1 喷油系统 20-23 2.3.2 光学系统 23-29 2.3.3 透明喷嘴 29 本章小结 29-30 第3章 试验结果及分析 30-48 3.1 透明喷嘴的结构 30 3.2 试验条件 30-31 3.3 试验结果及分析 31-47 3.3.1 有关图片几点说明 31-32 3.3.2 喷嘴a内部流动及近嘴区域喷雾结构 32-36 3.3.

7、3 喷嘴b内部流动及近嘴区域喷雾结构 36-42 3.3.4 喷嘴c内部流动及喷雾结构 42-44 3.3.5 三种不同喷嘴结构对雾化影响的比较 44 3.3.6 不同喷孔形状与位置的喷嘴内部流动及喷雾结构 44-47 本章小结 47-48 第4章 数值模拟研究 48-60 4.1 数学模型 48-50 4.1.1 两相流的守恒方程 48-49 4.1.2 大涡模拟(LES) 49-50 4.1.3 基于VOF的界面追踪方法 50 4.2 开源CFD程序-OpenFOAM 50-51 4.3 计算网格划分及初始条件 51-52 4.4 带压力室喷嘴计算结果 52-55 4.4.1 初始阶段分析 52-53 4.4.2 稳定阶段分析 53-55 4.4.3 初始扰动源分析 55 4.5 无压力室喷嘴(VCO)计算结果 55-59 4.5.1 无初始气泡的喷雾结果及分析 56-57 4.5.2 带初始气泡的喷雾结果及分析 57-59 本章小结 59-60 第5章 全文总结与展望 60-62 5.1 全文总结 60-61 5.2 研究展望 61-62 致谢 62-63 参考文献 63-67本站专业提供论文文献服务以及发表和写作服务客服Q联系Q: 138