定容燃烧弹内闪沸燃烧研究

闪沸喷雾作为一种相变喷雾形式,在替代燃料和零碳燃料的燃烧方面具有重要意义。然而当前的研究大部分集中在喷雾形态研究上,对燃烧机理的研究较少。故本文使用定容燃烧弹对稀薄条件下的闪沸喷雾雾化和燃烧过程进行分析,重点研究闪沸喷雾特性、混合气着火特性、火焰传播特性和燃烧放热特性。结果表明,闪沸喷雾能有效降低着火延迟,提升火焰传播速度,从而有利于能量转换,实现更高的放热率和更高的放热量。并且闪沸喷雾火焰前端形状更加规则,表明更加稳定的火焰传播,有助于提升发动机的热效率和稀燃条件下的燃烧稳定性。     

基于LIEF的喷雾数值仿真模型验证

为了进一步探索发动机内部的空气燃料混合特性,基于Converge软件的O’Rourke湍流扩散模型与Frossling蒸发模型建立了喷雾蒸发的数值仿真模型,并使用复合激光诱导荧光(LIEF)技术对相同工况下定容弹内喷雾的液气两相浓度进行了同步测量,以对仿真进行验证。验证结果表明,仿真中的液相贯穿距与试验吻合较好,证明了仿真模型的正确性。仿真结果在气相部分出现了较明显的偏差,通过对模型方程进行分析得知,这是由于仿真模型所使用的Frossling单液滴蒸发模型无法考虑多组分与多相流情况的传质与传热,并针对如何提高模型精度给出了修正建议。