基于高压柴油喷射器的生物柴油和常规燃料喷雾动态结构研究

基于高压柴油喷射器的生物柴油和常规燃料喷雾动态结构研究

生物柴油的喷雾动力学在以前的研究中尚未得到完整研究。分析喷雾动态结构对于生物柴油喷雾的成功建模和现代发动机中生物柴油的正确使用至关重要。通过使用同步加速器X射线测速技术比较了单孔和多孔柴油喷射器所喷射生物柴油和常规燃料的喷雾动态结构。研究使用了3种燃料，即生物柴油、柴油和Viscor16br。研究结果表明，与常规燃料相比，生物柴油的高粘度和密度降低了喷射速度。对于多孔喷射器，生物柴油对喷射速度的影响不太显著。对于单孔喷射器，减缓了生物柴油流动分解，并增加了完整的核心长度，从而导致沿喷雾中心出现较低的速度衰减速率和湍流强度。与此同时，在有多孔喷射器的条件下，生物柴油流量分解以及喷雾中心的速度衰减速率和湍流强度等同于常规燃料。常规燃料粘度在多孔喷射器的喷雾动力学中不起主要作用，生物柴油和常规燃料喷雾的动态结构可以基于能量守恒气体喷射理论进行调整。

生物柴油的高粘度和密度降低其在单孔和3孔喷射器的喷嘴出口流速（注射速度）和速度系数。对于3孔喷射器，生物柴油对喷射速度的影响较小。

在轴对称单孔喷射器的条件下，无论燃料如何，初始流量分散角接近零。但是，生物柴油显示出分散速度越慢，核心长度越长，结果在下游形成较窄的喷雾；对于生物柴油，喷雾中心的速度衰减速率和湍流强度较小。

在3孔喷射器的条件下，初始燃料流量是分散的（接近10°分散角）并立即在喷嘴出口处受到扰动，从非常近场（接近零的完整核心长度）开始喷雾速度衰减。燃料对初始燃料流量的影响是微不足道的。结果，喷雾中心的速度衰减速率和湍流强度几乎等同于燃料。这些结果表明，在柴油机的实际喷射条件下，生物柴油在喷嘴处喷雾的喷射速度等同于或短于常规燃料喷雾。

刊名：Energy（英）

刊期：2016年第115期

作者：Seoksu Moon et al

编译：谷盛丰