双喷油器大角度喷雾碰撞模拟与试验研究

摘要

为提高柴油机升功率，高功率密度(HPD)柴油机采用双喷油器．但在高温环境(1 200 K)下，过多的燃油量不仅增加了燃烧当量比，而且缩短了滞燃期，使燃油未充分雾化就开始着火，从而导致燃烧恶化现象．组织喷雾碰撞能一定程度上促进油气混合、缓解燃烧恶化，目前碰撞喷雾相关研究中喷雾的碰撞角度较小，且主要针对喷雾雾化．为进一步提高超高功率密度柴油机的燃烧效率，本文基于可视化定容燃烧弹(CVCC)探究了双喷油器大角度碰撞喷雾(90°、120°、150°、180°)的雾化和碳烟生成特性，并利用Star-ccm+软件对喷雾碰撞进行了模拟．研究发现，任意角度喷雾碰撞的动能损失均可以通过180°对撞喷雾的动能损失预测，并基于此提出喷雾碰撞的动能损失模型．实验表明，随碰撞角度增加，碰撞后喷雾区域湍动能增强，雾化改善，燃烧品质提升，碳烟峰值减小，碳烟氧化速度加快．

关键词

喷雾碰撞 / 高温环境 / 湍动能 / 动能损失模型 / 定容燃烧弹