基于喷雾冷却的发动机排气系统减阻

张成春; 辛振涛; 于海; 吴玉峰; 孙潇伟; 杜天宇

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220563

吉林大学学报(工学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (03) : 641 -649. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220563

基于喷雾冷却的发动机排气系统减阻

张成春, 辛振涛, 于海, 吴玉峰, 孙潇伟, 杜天宇

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摘要

采用电加热喷雾冷却减阻试验台，系统研究了喷雾流量、喷雾倾角、气流温度、气流速度影响发动机排气系统减阻性能的规律；采用基于离散相模型（DPM）的数值模拟，阐释了喷雾冷却大幅降低排气阻力的原因。研究结果表明：喷雾流量为12～24 mL/s时，减阻率随喷雾流量的增加而增大；喷雾倾角由45°增加至90°时，减阻率先保持不变后减小，45°和60°喷雾倾角时的减阻效果均为最佳；气流温度为200～300℃时，随着气流温度的升高，减阻率呈增大趋势；气流速度由20 m/s增大至30 m/s时，减阻率逐渐下降。排气系统喷雾后阻力大幅度减小的原因是喷雾后气流速度降低，湍流强度降低，局部阻力和摩擦阻力显著减小。