柴油及其混合燃油喷雾撞壁特性的实验研究

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1、天津大学硕士学位论文柴油及其混合燃油喷雾撞壁特性的实验研究ExperimentalStudyofDieselFuelandItsMixturesSprayImpingement领域：动力工程作者姓名：陈伟健指导教师：梁兴雨副教授企业导师：刘希高工天津大学机械工程学院二零一五年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学

2、位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要为了实现柴油机的高效清洁燃烧，增强内燃机缸内油-气混合效果的早喷技术得到了广泛应用，但是过早的喷油时刻会使燃油“湿壁”现象加剧，影响发动机缸内混合气燃烧及排放。而目前对于柴油及其混合燃油撞击润

3、滑油膜的研究还不是很多，大多数的研究还只是关注柴油及其混合燃油撞击干壁或同种燃油油膜的情况。本课题利用自主搭建的燃油喷雾撞壁可视化实验系统，模拟研究发动机缸内柴油及其混合燃油喷雾撞壁形态及附壁燃油的特性。本文使用高速摄影法研究燃油喷雾撞壁特性及混合气的形成，研究不同参数（燃油温度、环境温度、壁面温度、环境压力及撞壁距离等）对柴油及其混合燃油喷雾撞壁形态的影响。研究表明：对于纯柴油，环境温度对铺展半径和卷吸高度的影响主要体现在对喷雾油束和附壁油膜边缘区域的蒸发作用；壁面温度的影响与环境温度的影响比较接近，主要影响燃油撞击壁面后油雾铺展过程中的蒸发过程，进而影响撞壁特性；而燃油温度的变化则

4、影响了燃油的粘度、表面张力等理化特性，使燃油在撞壁面上的流动特性及与周围气体的卷吸作用发生变化。对于柴油-醇类混合燃油，随着燃油温度的升高，混合燃料撞壁油束的铺展半径和卷吸高度变化各不相同；环境温度的升高使混合燃料撞壁油束的铺展半径和卷吸高度均减小，减小幅度主要取决于醇类燃料的沸点；随着环境压力的升高，混合燃料撞壁油束的铺展半径和卷吸高度均减小；随着撞壁距离的增加，不同种类混合燃料撞壁油束的铺展半径和卷吸高度均减小，趋势基本保持一致。本文使用高精度油膜测厚仪测量燃油喷雾撞壁后形成的附壁燃油油膜厚度，研究不同参数对柴油及其混合燃油喷雾撞壁后形成的附壁油膜特性（油膜直径、厚度及油膜形状）的

5、影响。研究表明：燃油油束垂直撞击干壁时，随着撞壁距离的增大，四种混合燃油的附壁燃油率都增大；撞击湿壁的情形与干壁相类似，但相比于干壁，燃油喷雾撞击湿壁后的附壁燃油率更大；随着撞壁距离的增大，混合燃油喷雾撞击干壁后的附壁油膜直径也逐渐变大，撞击湿壁后的附壁油膜直径大于撞击干壁后的；油束撞击干壁后，撞壁中心区域的油膜厚度最大，形成一个凸台结构；燃油喷雾撞击湿壁后形成的附壁油膜形状与干壁不同，为一个凹坑结构，此时最大油膜厚度点并不在撞壁中心处。关键词：喷雾撞壁；湿壁；附壁燃油；柴油；多燃料IAbstractInordertorealizetheefficientandcleancombust

6、ionofdieselengine,earlyspraytechnologyhasbeenwidelyusedtoimprovethegas-mixingprocessintheinternalcombustionengine.Butthetooearlyinjectiontimecanmakethefuel"wetwall"moreintensified,leadingtothecombustiondeteriorationinenginecylinderandaffectingemissions.Atpresent,therewasfewresearchofdieselandmix

7、ingfuelsimpingementonthelubricatingfilm.Mostoftheresearchesfocusonthedieselandmixingfuelsimpingementonthedrywallorthesamefuelfilm.Inthispaper,theexperimentalstudyofdieselfuelanditsmixturessprayimpingementhasbeenmadeusingthev