基于高壓柴油噴射器的生物柴油和常規燃料噴霧動態結構研究

基于高壓柴油噴射器的生物柴油和常規燃料噴霧動態結構研究

生物柴油的噴霧動力學在以前的研究中尚未得到完整研究。分析噴霧動態結構對于生物柴油噴霧的成功建模和現代發動機中生物柴油的正確使用至關重要。通過使用同步加速器X射線測速技術比較了單孔和多孔柴油噴射器所噴射生物柴油和常規燃料的噴霧動態結構。研究使用了3種燃料，即生物柴油、柴油和Viscor16br。研究結果表明，與常規燃料相比，生物柴油的高粘度和密度降低了噴射速度。對于多孔噴射器，生物柴油對噴射速度的影響不太顯著。對于單孔噴射器，減緩了生物柴油流動分解，并增加了完整的核心長度，從而導致沿噴霧中心出現較低的速度衰減速率和湍流強度。與此同時，在有多孔噴射器的條件下，生物柴油流量分解以及噴霧中心的速度衰減速率和湍流強度等同于常規燃料。常規燃料粘度在多孔噴射器的噴霧動力學中不起主要作用，生物柴油和常規燃料噴霧的動態結構可以基于能量守恒氣體噴射理論進行調整。

生物柴油的高粘度和密度降低其在單孔和3孔噴射器的噴嘴出口流速（注射速度）和速度系數。對于3孔噴射器，生物柴油對噴射速度的影響較小。

在軸對稱單孔噴射器的條件下，無論燃料如何，初始流量分散角接近零。但是，生物柴油顯示出分散速度越慢，核心長度越長，結果在下游形成較窄的噴霧；對于生物柴油，噴霧中心的速度衰減速率和湍流強度較小。

在3孔噴射器的條件下，初始燃料流量是分散的（接近10°分散角）并立即在噴嘴出口處受到擾動，從非常近場（接近零的完整核心長度）開始噴霧速度衰減。燃料對初始燃料流量的影響是微不足道的。結果，噴霧中心的速度衰減速率和湍流強度幾乎等同于燃料。這些結果表明，在柴油機的實際噴射條件下，生物柴油在噴嘴處噴霧的噴射速度等同于或短于常規燃料噴霧。

刊名：Energy（英）

刊期：2016年第115期

作者：Seoksu Moon et al

編譯：谷盛豐