以微型燃氣輪機技術為核心、搭配高效電池管理技術的增程器技術作為提高電動汽車續(xù)航里程的替代技術之一,具有廣闊的發(fā)展前景。噴嘴霧化性能的優(yōu)劣很大程度上決定了燃料摻混燃燒性能的優(yōu)劣,本文針對微型燃氣輪機在移動式車輛上的應用,研究了噴油器的霧化性能,并對噴油器與微型燃氣輪機燃燒室的配型提出了一定的要求。首先,本文自行設計了一套噴油器常壓霧化試驗臺,并搭配PIV粒子成像測速系統(tǒng)對噴霧場圖像進行了記錄,通過MATLAB對圖像進行濾波及降噪處理后根據(jù)最小二乘法擬合得到其霧化錐角,通過IPP6.0圖像處理軟件獲取液滴的粒徑信息,通過PIV自帶后處理系統(tǒng)FlowMaster得到噴霧場速度分布。其次,針對壓力-流量特性曲線、噴霧場速度分布及液滴的粒徑特征,對試驗結果與模擬結果進行比對分析,得到以下結果:壓力-流量曲線在高壓力下基本重合,最大誤差為8.15%;噴霧場速度分布在主體區(qū)域處擬合度較好,文中對試驗偏差的原因給出了詳細的分析,并對偏差量做出了數(shù)學修正,其軸向速度最大誤差為9.76%;不同平面處SMD最大誤差為3.97%。綜合以上結果,認為試驗與模擬結果匹配度較高,可使用該模型模擬實際噴霧場。然后,本... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 燃油霧化的研究概況
        1.2.1 霧化機理研究
        1.2.2 霧化性能表征
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 試驗系統(tǒng)與測量方法
    2.1 噴油器常壓霧化試驗系統(tǒng)
        2.1.1 試驗系統(tǒng)組成
        2.1.2 試驗系統(tǒng)操作步驟
    2.2 PIV系統(tǒng)的組成及測量原理
        2.2.1 PIV系統(tǒng)組成
        2.2.2 PIV系統(tǒng)測速原理
        2.2.3 PIV的運行調(diào)試
    2.3 測量參數(shù)的后處理方法
    2.4 本章小結
第3章 噴霧混合過程的數(shù)值計算方法及理論模型
    3.1 研究方法概要
    3.2 基本控制方程及湍流模型
    3.3 氣體狀態(tài)方程
    3.4 噴霧過程子模型
        3.4.1 碰撞模型
        3.4.2 液滴碰壁模型
        3.4.3 液滴蒸發(fā)模型
        3.4.4 噴嘴模型
        3.4.5 液滴破碎模型
        3.4.6 霧化模型
    3.5 數(shù)值求解算法
    3.6 噴霧場模型的搭建
        3.6.1 噴霧模型的選擇
        3.6.2 網(wǎng)格無關性驗證
    3.7 本章小結
第4章 噴油器霧化特性的對比研究
    4.1 燃料差異性影響分析
    4.2 噴霧場基本參數(shù)測量
        4.2.1 噴射偏轉角及霧化錐角的標定
        4.2.2 噴霧場貫穿距離特征
    4.3 試驗與模擬結果誤差對比分析
        4.3.1 壓力-流量特性曲線的標定
        4.3.2 噴霧場速度分布
        4.3.3 液滴的粒徑特征
    4.4 本章小結
第5章 微型燃氣輪機燃燒室噴油器選型模擬
    5.1 微型燃氣輪機燃燒室結構及性能參數(shù)
    5.2 各參數(shù)對霧化性能影響的模擬研究
        5.2.1 噴射壓差
        5.2.2 燃燒室背壓
        5.2.3 燃燒室空氣溫度
        5.2.4 噴射偏轉角
        5.2.5 單孔霧化角
    5.3 噴油器與燃燒室匹配選型模擬
        5.3.1 頭部旋流器建模
        5.3.2 旋流器流場冷態(tài)模擬
        5.3.3 噴油器與旋流器匹配選型模擬
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于圖像處理的噴嘴霧化粒度識別測量研究[J]. 劉振,蔣紅海,何邦華,唐軍,劉澤,袁銳波,周冰.  計算機與數(shù)字工程. 2018(02)
[2]耦合噴嘴內(nèi)流歐拉-拉格朗日噴霧模型研究[J]. 何志霞,張亮,王謙,王芬.  內(nèi)燃機工程. 2016(01)
[3]噴嘴霧化特性函數(shù)模型的建立及燃燒模擬中的應用[J]. 陳小嶺,葛冰,臧述升.  熱能動力工程. 2015(06)
[4]基于完全霧化法的缸內(nèi)直噴汽油機噴霧霧化[J]. 韓文艷,許思傳,杜愛民,周岳康,任健康.  內(nèi)燃機學報. 2015(03)
[5]基于主動輪廓方法提取霧化錐角[J]. 曾青華,范慧杰,王岳,孔文俊.  航空動力學報. 2014(02)
[6]湍流燃燒模型對某燃氣輪機燃燒室性能計算的影響[J]. 張智博,鄭洪濤,趙煜.  燃氣輪機技術. 2013(04)
[7]直噴汽油機多孔噴油器噴油過程的數(shù)值模擬[J]. 李之華,何邦全,趙華.  內(nèi)燃機學報. 2012(03)
[8]某微型燃氣輪機燃油噴嘴設計[J]. 馮占祥.  科技與企業(yè). 2012(10)
[9]微型燃氣輪機的發(fā)展和技術特點[J]. 徐慶郵.  電世界. 2010(04)
[10]柴油噴霧場粒子尺寸和粒度分布的數(shù)字全息實驗[J]. 呂且妮,趙晨,馬志彬,葛寶臻,高巖,張以謨.  中國激光. 2010(03)

博士論文
[1]燃氣輪機燃燒室噴霧燃燒的數(shù)值研究[D]. 王成軍.東北大學 2010
[2]大渦模擬在燃油噴霧過程及多孔介質發(fā)動機中應用的研究[D]. 周磊.大連理工大學 2010
[3]粘性液體射流分裂霧化機理及噴霧特性研究[D]. 易世君.大連理工大學 1996

碩士論文
[1]冪律流體雙股射流碰撞霧化的試驗研究[D]. 曹偉.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]基于STAR-CD的中速柴油機燃燒過程三維數(shù)值模擬[D]. 李昆鵬.集美大學 2015
[3]超近距撞壁噴霧霧化機理與分布特性數(shù)值研究[D]. 生南南.大連理工大學 2013
[4]燃油靜電霧化和燃燒的實驗和數(shù)值模擬研究[D]. 何超.浙江大學 2013
[5]先進直噴汽油機噴嘴選型與匹配技術研究[D]. 李相超.上海交通大學 2012
[6]雙燃料噴嘴設計與燃燒流場數(shù)值模擬[D]. 楊洪磊.哈爾濱工程大學 2010
[7]可壓縮流動中非線性渦粘性模型的研究[D]. 譚超.中國科學技術大學 2009
[8]某重型燃氣輪機壓力霧化噴嘴性能試驗研究及統(tǒng)計分析[D]. 翟維闊.沈陽航空工業(yè)學院 2009
[9]燃氣輪機用空氣霧化噴嘴工作特性研究及火焰筒頭部數(shù)值模擬[D]. 王立.沈陽航空工業(yè)學院 2009
[10]100kW微型燃氣輪機總體方案分析[D]. 桑振遠.哈爾濱工程大學 2006



本文編號：3729868