生物质混合燃料在柴油机喷嘴内流动特性模拟

• 作者: 李琪 王城 耿莉敏 魏有涛
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 生物燃料 乙醇 模拟 混合燃料 喷嘴内空穴流动
• 年，卷（期）: 2017,（21）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 70-77
• 页数: 8页
• 分类号: TK6
• 字数: 5798字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.21.008

摘要

为了研究燃料物性差异对喷孔内流动特性的影响,通过GAMBIT软件建立三维喷嘴模型,利用FLUENT软件采用混合多相流模型,对柴油、生物柴油、生物柴油/乙醇混合燃料的喷孔内压强分布、速度分布和空化程度进行仿真分析.结果表明:燃油在压力室与喷孔入口衔接处压强迅速下降,进入喷孔后压强趋于稳定,在喷孔出口处压强略有上升;生物柴油的压强降幅最大,在喷孔不同截面处,与柴油相比生物柴油的压强平均下降了23.91%;生物柴油/乙醇混合燃料与柴油的压强降幅差别不大.燃油流速在喷孔入口处迅速增加,进入喷孔后增速放缓,在喷孔出口处燃油流速略有下降;在喷孔径向方向,由于壁面黏滞力作用导致速度从中心轴线向外围呈递减趋势;在喷孔不同截面处柴油的流速最快,其在喷嘴出口处的流速为229.8 m/s;生物柴油/乙醇混合燃料在喷嘴出口处的流速为223.1 m/s;生物柴油的流速最小,其在喷嘴出口处的流速为214.9 m/s.空穴现象首先发生在喷孔入口拐角处,随后向喷孔出口发展,并逐渐减弱.喷孔不同截面处,柴油的气相体积分数最大,生物柴油的气相体积分数最小,其气相体积分数比柴油平均下降了11.1%,与柴油相比生物柴油的空化程度较弱;生物柴油/乙醇混合燃料的气相体积分数与柴油差别不大,仅降低了1.8%,在生物柴油中添加乙醇能够降低燃料的密度、粘度和表面张力,改善燃料在喷孔内的流动特性,促进空化产生,喷孔内的空化现象能够为圆射流喷雾提供初始扰动,促进燃油雾化.该研究可为生物柴油/乙醇混合燃料流通特性研究提供理论支持.