二甲醚噴霧特性的DPIV試驗測量與數(shù)值模擬研究.pdf

1、二甲醚（DME）作為高效清潔的柴油代用燃料，在壓燃式和均質(zhì)壓燃式（HCCI）發(fā)動機中有廣泛的應(yīng)用前景。研究二甲醚噴霧的動力學(xué)特性及其與空氣的相互作用，對提高DME噴霧的混合與燃燒性能,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　 本文以國家973項目“二甲醚燃燒邊界條件與燃料化學(xué)協(xié)同控制關(guān)鍵科學(xué)問題的研究”為背景，采用先進的測試手段和數(shù)值模擬軟件，著重研究了二甲醚噴霧發(fā)展的宏觀結(jié)構(gòu)及微觀速度特性，為二甲醚發(fā)動機的設(shè)計、開發(fā)與應(yīng)用提供了依據(jù)。

2、
　　 本研究在廣泛閱讀相關(guān)文獻資料的基礎(chǔ)上，首先對燃油噴霧霧化理論、噴霧測試方法及噴霧過程數(shù)值模擬的發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜合評述。經(jīng)過論證分析，確定采用數(shù)字式粒子圖像測速技術(shù)（DPIV）開展二甲醚的噴霧測試研究。介紹了DPIV技術(shù)的測試原理和系統(tǒng)組成，建立了基于DPIV技術(shù)的DME噴霧特性測試專用實驗臺架，并對噴霧試驗方案以及試驗過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題進行了探討。借助于二甲醚噴霧特性的可視化技術(shù)和DPIV試驗測量，深入研究了二甲醚噴霧

3、的宏觀形態(tài)和表面波動現(xiàn)象，定性研究了其濃度分布，揭示了閃急沸騰現(xiàn)象的機理、發(fā)展過程及對噴霧特性的影響，獲得了噴油參數(shù)及環(huán)境參數(shù)影響二甲醚噴霧宏觀特性的規(guī)律性認識。
　　 為了加深對DME噴霧特性的理解，作為實驗研究的一個重要補充，本文還開展了噴霧過程的數(shù)值模擬研究。通過建立噴霧各相和噴霧各子過程的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用實驗得到的初始與邊界條件，對二甲醚和柴油噴霧特性進行了數(shù)值模擬與變參數(shù)分析，并對模擬計算結(jié)果進行了實驗驗證和討論。最后分