柴油与LPG/柴油双燃料喷雾特性的对比

采用高分辨率数码照相机对柴油与LPG／柴油混合喷雾特性进行了对比研究。结果表明，随着LPG掺混比的增大，喷雾油滴的平均直径减小，油滴尺寸数目分布曲线向小颗粒方向偏移，小颗粒油滴数目增多，雾化质量提高，使发动机碳烟排放大幅度降低；大颗粒油滴尺寸变化不大，小颗粒油滴尺寸变小，相对尺寸范围和发散边界扩大。随着喷雾贯穿距离的增大，柴油油滴的粒度增大；混合燃料的油滴尺寸的数目分布向小颗粒偏移，累积容积油滴直径则增大；相对尺寸范围和发散边界呈减小趋势，油滴容积分布在较大油滴的范围内渐趋均匀；喷射距离较长，油束射程总是等于油束到达燃烧室壁面的最大距离。     

雾化液滴尺寸和速度分布函数的推导

为了增强雾化液滴质量和热量的传递,有效预测与评价喷雾质量,应用最大熵原理和动量守恒定律推导出了新的雾化液滴尺寸和速度的概率密度分布函数,包括数目分布函数、数目微分分布函数、体积分布函数、体积微分分布函数与总体积公式。当不考虑速度分布时,推导的喷雾液滴尺寸分布与曹建明先前推导的尺寸分布具有完全相同的形式,其分布函数是Nukiyama-Tanasawa型雾化液滴尺寸分布函数的一种特定形式,推导结果具有普适意义。     

柴油溶气喷射雾化粒径特性分析与计算

运用激光粒度分析仪(LDSA)和瞬间高速摄影等装置,就喷射压力对溶解有二氧化碳气体的柴油喷射雾化特性的影响进行研究. 研究结果表明将CO2气体溶解于柴油只能在特定的喷射压力范围内改善喷射雾化. 同时,依据柴油喷射雾化粒径的实验数据,采用曲线拟合的方法建立了计算不同溶气量的柴油在不同喷射压力下喷雾液滴的索特直径(SMD)的经验公式.     

喷雾特性对生物柴油燃烧和排放特性的影响

在手压泵试验台上进行了生物柴油与柴油的喷雾对比试验,在一台单缸直喷柴油机上进行了生物柴油与柴油燃烧和排放性能对比试验.分析了燃料喷雾特性的液滴粒径尺寸分布和特征参数,研究了燃用生物柴油与柴油燃烧和排放规律的差异及其本质原因.研究结果表明:与柴油相比,生物柴油喷雾锥角小,粒子总数少,小直径粒子比例低,最大粒子直径大;在转速为1 500 r*min-1与平均有效压力为0.531 MPa时,生物柴油最大燃烧压力、最大压力升高率以及最大燃烧放热率分别降低了1.91%、30.10%和29.32%,生物柴油燃烧持续期长于柴油;在转速为1 500 r*min-1时,燃用生物柴油HC、CO和烟度排放平均分别降低17.17%、26.73%和37.85%,NOX排放平均增加21.93%.     

柴油溶气喷射雾化粒径特性分析与计算

运用激光粒度分析仪(LDSA)和瞬间高速摄影等装置，就喷射压力对溶解有二氧化碳气体的柴油喷射雾化特性的影响进行研究。研究结果表明将CO2气体溶解于柴油只能在特定的喷射压力范围内改善喷射劣化，同时，依据柴油喷射劣化粒径的实验数据，采用曲线拟合的方法建立了计算不同溶气量的柴油在不同喷射压力下喷雾液滴的索特直径(SMD)的经验公式。     

喷射压力对生物柴油掺混燃料喷雾特性的影响

基于自行设计的定容弹和高压共轨喷油试验台,通过高速相机对不同掺混比的柴油‐生物柴油混合燃料的喷雾过程进行瞬时拍摄,并运用图像后处理技术量化分析喷射压力对掺混燃料的喷雾锥角和喷雾贯穿距离等宏观喷雾特性的参数影响。结果表明：喷射压力从75 M Pa提高到135 M Pa时,喷射压力对喷雾锥角的影响在4°～5°左右;喷雾锥角和喷雾贯穿距离均逐渐增大,混合燃料的雾化质量有所改善。     

空间润滑装置高压雾化喷嘴的喷雾特性

为解决航天器在空间轨道运行时润滑失效的问题,将高压直射式雾化喷嘴应用到空间润滑领域,利用流体动力学软件CFD-ACE+2009,建立了直射式雾化喷嘴气液两相流模型,在此基础上,对润滑油喷雾流的生成过程进行数值模拟,并考察了喷嘴处液体流动速度及压力的分布情况.通过2种高粘度液体NYE 2001、Krytox 143AB与柴油的对比,分析了液体物理参数对液体内部压力传递及流速变化的影响.数值模拟结果表明:航空润滑油NYE 2001的高粘度严重阻碍入口压力的传递,当入口压力为15 MPa时,1 mm长的喷嘴末端压力下降到0.42 MPa,降幅达到97.2%;过高的液体粘度和过长的喷嘴,对液体喷雾流的形成产生不利影响.     

舰船发动机排气管内顺流喷雾降温的CFD分析

发动机排气管废气出口温度过高是影响舰船红外隐身性能的重要因素之一.在排气管内喷雾能有效降低废气出口温度.针对排气管内顺流喷雾时的气液两相湍流流动与热质传递,用Euler-Lagrange方法建立了数理计算模型,用CFD计算软件进行了数值模拟.考察了水雾出口温度、水流量、水雾喷射夹角及雾滴初始粒径对喷雾降温效果的影响.结果表明:排气管内顺流喷雾时,废气出口温度大幅降低,呈倒钟形分布;废气出口温度的大小和分布与水流量、水雾喷射夹角及雾滴初始粒径息息相关;水流量越大、雾滴初始粒径越小,则废气出口温度越低,废气出口温度与水流量的大小基本呈线性关系;雾滴初始粒径越小、水雾喷射夹角越大,则废气出口温度分布越均匀;而废气出口温度的大小与分布对水雾出口温度的变化并不敏感.     

柴油公交车燃用不同替代燃料的排放特性

采用OBS-2200车载排放检测系统,分析了柴油公交车实际道路工况的气态排放特性.使用的燃料分别为纯柴油、天然气制油(GTL)与生物柴油,道路工况主要包括市区主干道、次干道和快速路.分析结果表明:公交车燃用各类燃料的CO、HC、NOx和CO2的道路瞬时质量排放率均与瞬态车速变化有良好的跟随特性.公交车燃用各种替代燃料的气态污染物质量排放率随车速增加总体呈上升趋势,其中HC和CO2的质量排放率随车速增大,基本呈线性增加趋势,CO和NOx的质量排放率在中低车速区域随车速上升呈现增加趋势,而在高车速区域有所降低.与主干道、次干道相比,公交车在快速路上燃用各种燃料的气态污染物的排放因子都是最低的.与纯柴油相比,不论是质量排放率还是排放因子,生物柴油和GTL柴油的CO和HC排放都有所下降,且生物柴油的降幅更大一些.从全路况范围来看,纯生物柴油的CO和HC排放最低,纯生物柴油的NOx排放要高于柴油.全路况下,纯天然气制油、体积比为20％天然气制油、体积比为20％生物柴油的CO2排放要低于纯柴油,但纯生物柴油的CO2排放要高一些.     

船用燃机碳氢燃料流动传热特性研究

本文针对船用化学回热燃气轮机回热通道内碳氢燃料流动传热特性,构建了基于RK-PR立方型状态方程及其混合规则高温裂解态碳氢燃料的热物性计算模型,建立了准一维高温碳氢燃料流动-传热-热裂解计算模型.相关计算结果表明：雷诺数的峰值随着质量流量的增加而向回热通道出口方向增大,对流换热效果增强;回热通道截面内径越大,对流换热系数越小;回热通道长度越小不代表着换热效果越好,换热长度越大,温差越小,即热壁面温度越接近冷流体温度,但回热通道具体长度应根据实际情况来选取.     

变间距弧型除水器动力学特性研究

根据N-S方程组描述了冷却塔变间距弧型除水器内的气液两相流动,采用SSTk-ω模型及颗粒轨道模型对方程组进行封闭,针对除水效率建立了该类除水器的数学模型.通过调节结构参数（除水器板间距）和工况参数（气体流速、液滴直径）,对弧型除水器内多相流流场进行数值模拟计算,分析了各参数对变间距弧型除水器分离效率和压降的影响,提出了提高脱水率的可行性方案.研究发现：液滴直径越大,双通道的弧型除水器的除水效率越高;在低于临界流速的情况下,气速越大,分离效率越大,但达到临界速度以后,变化就不明显;相邻的两个折板间距越小,除水器除水效率越高.     

四孔喷油器流量分布对燃油喷雾及柴油机性能的影响

探讨了四孔喷油器流量分布对燃油喷雾和柴油机性能的影响。结果表明,不正常的流量分布可改变喷雾的形状及各孔油束的射程,导致燃油在燃烧室中分布情况的恶化,从而使柴油机性能,特别是在低速大负荷工况下的性能下降。     

应用激光全息术测量柴油机喷雾场粒度分布的理论基础

对应用激光全息术测量柴油机喷雾场粒度分布的理论进行了分析，推导了全息图的记录与再现公式，对应用激光全息术测量粒度分布所存在的问题－景深和密度问题进行了详尽的分析与讨论，为实际测量打下了理论基础。     

Understanding Spray Coating Process: Visual Observation of Impingement of Multiple Droplets on a Substrate

Spray coating is a facile deposition process with numerous existing and emerging applications. However, spray coating is a stochastic process comprising impingement of many droplets which upon impact on a heated substrate may dry or solidify individually or coalesce first to form a thin liquid film and then dry to yield a thin solid film. There is very limited knowledge on how this process occurs; therefore in this work, high speed imaging is used to visualize the spray coating process. Two model solutions including food-dye with properties like those of water, and poly (3, 4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) (PEDOT:PSS), a polymeric solution, are sprayed onto permeable glossy paper and regular impermeable glass substrates. Substrates are kept at room temperature and 80 °C elevated temperature. In some cases, a vertical ultrasonic vibration is imposed on the substrate to study its effect on the coating process. It is observed that the spray coating process is highly random and stochastic. A higher substrate temperature results in a better coating process in that a more uniform and defect-free coating forms. Imposed vibration in the case of glossy paper substrates results in better droplet spreading and more uniform coating. The results also show that under the conditions of these experiments, impinged droplets dry individually or as islands of multiple coalesced droplets to form a coating. In other words, at used spray flow rate and spray droplet size, a continuous thin liquid film does not form prior to drying even at room temperature. Further systematic studies and high magnification lenses are required to visualize and understand the details of the process.     

舰用高压共轨柴油机燃烧与排放的仿真计算

利用高速闪光摄影技术，对高压喷射喷雾体空间发展规律进行了试验分析，提出了一个计算高压喷射喷雾体发展的数学公式．在正确描述高压燃油喷雾的基础上，建立了一个能预测高压共轨柴油机性能和排放的准维燃烧模型．此模型改进了燃油喷射模型以及碳烟的生成与氧化模型，考虑了燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热，由此对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算，计算与试验结果对比分析表明，改进后的燃烧与排放模型能够较好地反映缸内各区的燃烧与排放情况．     

城市公交车用柴油机掺烧LPG技术策略

针对车用柴油机的运行特点，研究了柴油机掺烧LPG(液化石油气)的技术策略，采用一种以型板为特征的双燃料供给系统，由台架试验确定柴油／LPG掺烧比例。台架试验和发动机装车试验表明，采用该技术策略改装的柴油／LPG双燃料发动机，能够满足城市公交汽车的使用要求。     

Experimental Investigation of the Influence of Fuel Viscosity on the Spray Characteristics of Diesel Nozzle

This paper presented an investigation of atomization characteristics including the velocity vector field and the mean droplet sizes for different percentages of DMM-diesel blended fuels using a phase doppler anemometry (PDA) analyzer system. Based on the fuel design concept, an oxygenated fuel named dimethoxy methane (DMM), which has lower viscosity, surface tension, and boiling point, was used to blend with diesel. The experiments were carried out under atmospheric conditions on a single-hole type diesel nozzle, liquid conditions comprise a temperature of 298 K under the needle valve opening pressure of 6 MPa. The results show that the sauter mean diameter (SMD) and spray cone angle of blended fuels decrease with the increase of DMM content; the axial mean velocity in the centerline increases with the increase of DMM. However, the spray behavior of blended fuel in which DMM exceeds 75% is virtually identical to that of neat DMM. The measurement also reveals the existence of an "S" shape in the radial mean velocity variations with radial distance.