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LPG/柴油混合燃料喷雾的研究

作　者: 武涛
导　师: 曹建明
学　校: 长安大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: LPG/柴油混合燃料喷雾特性雾化液滴尺寸速度分布试验研究最大熵原理数值计算蒸发和碰撞
分类号: TK464
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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引　用: 3次
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内容摘要

燃油的雾化质量对发动机的动力性、经济性和排放性有着重要的影响。为了探讨LPG／柴油混合燃料喷射的雾化效果，本文首次采用高分辨率数码照相机试验研究了柴油和LPG／柴油混合燃料的喷雾特性，包括喷雾锥角、贯穿距离、液滴尺寸分布、平均直径、特征直径和发散度和对雾化效果的影响；并比较了纯柴油和不同混合比例的LPG／柴油混合燃料的雾化特性，结果表明：柴油中掺混一定量的LPG有利于改善雾化。随着掺混比的增大，由于溶气喷射的闪急沸腾效应，雾化效果改善明显，LPG／柴油混合燃料喷雾的SMD比纯柴油的减小6％～11％。高分辨率数码照相方法方便、可靠、高效，用于喷雾质量的比较研究，可以推广应用。运用最大熵原理、质量守恒和动能守恒定律建立了喷雾液滴尺寸／速度联合分布函数，液滴速度分布函数和液滴尺寸分布函数数学模型，结果表明：速度分布曲线显示低速和高速液滴的数目均较少，中间速度的液滴数目较多，当液滴尺寸较小时，液滴速度数目分布曲线平缓，且高速液滴的数目相对较多，说明小直径液滴速度范围较广；喷射速度越大，小直径液滴相对越多，雾化质量越好；纯柴油和L30的速度分布曲线非常接近，说明纯柴油和L30的速度分布差别不大，L30速度分布图的峰值比柴油略小，且略向大速度方向偏移，说明L30燃料喷射时，相对于纯柴油喷射，较大速度液滴的数目略有增加。L30尺寸分布曲线峰值相对于柴油向小颗粒方向偏移，而且L30尺寸分布曲线峰值要高于柴油的峰值，说明L30喷雾所产生的小颗粒液滴比纯柴油喷射产生的要多。研究了蒸发和碰撞对液滴尺寸分布的影响，蒸发和碰撞都会减少液滴数目，液滴尺寸分布曲线向大颗粒方向偏移，而且离喷嘴越远，大颗粒液滴分布数目越多。将理论计算的结果与试验结果进行了对比，结果表明：纯柴油的理论分布曲线与试验曲线拟合很好，但L30曲线的峰值向大颗粒方向偏移较多，这是因为模型未考虑LPG在常稳常压下大量蒸发的缘故。当燃料喷入大气环境中，蒸发作用对纯柴油喷雾液滴尺寸分布的影响不明显，碰撞作用的影响占主导地位；而蒸发作用对L30雾化液滴尺寸分布影响很大，不能忽略。

全文目录

第一章绪论  5-18
  1.1 引言  5
  1.2 内燃机代用燃料的研究现状  5-8
  1.3 液化石油气(LPG)的特性  8-11
  1.4 LPG在发动机上的研究和应用  11-12
  1.5 LPG／柴油双燃料发动机的研究现状  12-14
  1.6 喷雾研究的意义和现状  14-16
  1.7 课题来源及本文的主要工作  16-18
第二章柴油与LPG／柴油喷雾的对比试验  18-37
  2.1 试验装置及参数设定  18-23
  2.2 雾化效果的分析比较  23-35
  2.3 本章小结  35-37
第三章液滴尺寸和速度分布函数  37-62
  3.1 液滴尺寸／速度联合概率密度分布函数  37-42
  3.2 液滴尺寸／速度联合概率密度分布的预测  42-48
    3.2.1 纯柴油液滴尺寸／速度联合概率密度分布的预测  42-44
    3.2.2 LPG／柴油混合燃料液滴尺寸／速度联合概率密度分布的预测  44-48
  3.3 液滴速度概率密度分布的预测  48-50
  3.4 液滴尺寸概率密度分布函数  50-52
    3.4.1 液滴尺寸概率密度经验分布函数  50
    3.4.2 液滴尺寸概率密度分布的预测  50-52
  3.5 蒸发和碰撞对液滴尺寸分布的影响  52-60
  3.6 本章小结  60-62
第四章全文工作总结与展望  62-64
  4.1 全文工作总结  62-63
  4.2 展望  63-64
参考文献  64-66
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  66-67
致谢  67

LPG/柴油混合燃料喷雾的研究

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