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1、第20卷第4期上 海 工 程 技 术 大 学 学 报Vol.20No.42006年12月JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITYOFENGINEERINGSCIENCEDec.2006 文章编号:1009-444X(2006)04-0299-05LPG发动机缸内直喷、雾化过程仿真分析1,221屈碧波,陈凌珊,范承德(1.上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;2.上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620)摘要:燃料的喷射、雾化是发动机燃烧的重要过程,它们最终要影响到发动机经济性能和排放性能。对于汽油机和
2、柴油机,目前国内外已经进行了大量研究,而针对LPG直喷发动机的研究还不多。为此,依据LPG沸点低的特点,在FIRE8.42软件平台下采用瞬时蒸发模型对LPG缸内直接喷射发动机喷射、雾化过程进行仿真,得到LPG缸内直接喷射的油滴尺寸、温度以及油滴的贯穿距等参数的特性。关键词:液化石油气;直接喷射;瞬时蒸发中图分类号:TK4文献标志码:ASimulationofSprayandEvaporationinLPGDirectInjectionEngine1,221,2QUBibo,CHENLingshan,FANChengde(1.Schoo
3、lofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China;2.CollegeofAutomobileEngineering,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai201620,China)Abstract:Fuelsprayandevaporationwhichisthemostimportantprocessofenginecombustionisacruxofin2creasingdyna
4、micanddecreasingemissionofengine.Mostresearcheshavebeenmadeforgasolineengineanddieselengine,butlittleforLPGengine.AccordingtolowboiltemperatureofLPG,theflashevaporationmodelwasappliedtosimulatesprayandevaporationinLPGdirectinjectionengine,andfindtheparametersofdropsizes
5、,temperature,gasfuelvapormassfractionandsoon.Keywords:LPG(liquefiedpetroleumgas);directinjection;flashevaporation 现阶段,LPG以其良好的排放性能和经济性仿真分析。喷射、雾化过程作为发动机燃烧的重要得到广泛使用,但其动力性不如汽油机和柴油机的组成部分,是决定发动机燃烧品质的重要因素,也问题又制约了LPG的进一步推广。研究发现,使是影响到发动机经济性能和排放性能的关键问题。用缸内直接喷射能解决LPG动力性不足的问题。由于L
6、PG独特的物理化学性能,它的喷射、雾化性为了进一步研究LPG缸内直接喷射发动机的特能与汽油、柴油有较大不同,所以有必要对LPG缸性,有必要对LPG缸内直接喷射的燃烧过程进行内直接喷射发动机的喷射、雾化进行仿真分析。收稿日期:2006-07-19基金项目:上海市重点学科建设资助项目(P1405)作者简介:屈碧波(1979-),男,湖南常德人,硕士,研究方向为LPG缸内直接喷射发动机喷雾、燃烧仿真.·300·上海工程技术大学学报第20卷 [1]型。这种方法是在喷嘴的出口处,连续的液体1 数学模型被离散化为单个的液滴,并采用拉格朗日法来追踪
7、每个粒子的运动以及和周围空气场的相互作用,从喷雾两相流动中,气液两相之间的作用是相互而求得单个粒子的轨迹、动量、热和质量的传输等,的。气相对液相的影响,如气相流场的速度、密度、这里的每一个粒子都是由相同的互不干涉的粒子温度、粘性等对液滴的影响反映在液滴发展的各控组成的粒子包中的一个,由于每个粒子包中粒子的制方程中。而液相对气相的作用则通过源项的形大小、速度、动量、质量都是一样的,所以计算过程式反映在气相流场的控制方程中。通过气相流场中只取其中的一个粒子作为研究对象,来代表整个和喷雾源项的耦合数值求解,便可获得整个喷雾两粒子包的特征。相
8、流动完整的信息场。具体地说,在一个时间步长表1中<表示不同量时Γ<和S<的值,源项内二者的耦合过程为:S<表示单元体积和单位时间内液体状态转化为气1)利用前一时刻流场的数据对本时刻喷入的体状态时<的大小。表2表示湍流模型
