柴油機(jī)噴嘴內(nèi)渦線空化特性的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬

郭根苗，何志霞，王 謙，管 偉，邵 壯，王健權(quán)

(1.江蘇大學(xué)能源研究院，鎮(zhèn)江 212013；2.江蘇大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，鎮(zhèn)江 212013；3.中國(guó)科學(xué)院山東中科先進(jìn)技術(shù)研究院，濟(jì)南 250100)

柴油機(jī)在可預(yù)見(jiàn)時(shí)間內(nèi)仍然是交通運(yùn)輸、國(guó)防、農(nóng)業(yè)、工程等領(lǐng)域的主要?jiǎng)恿?lái)源，高效、清潔依舊是先進(jìn)柴油機(jī)的優(yōu)化目標(biāo).柴油機(jī)噴嘴內(nèi)高速氣液兩相空化湍流直接影響了燃油的噴霧霧化質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)柴油機(jī)的燃燒和排放性能產(chǎn)生重要影響，因此得到了廣泛關(guān)注[1-4].柴油機(jī)噴嘴內(nèi)的空化現(xiàn)象包括幾何誘導(dǎo)空化和渦線空化[5-6]：前者是噴嘴內(nèi)流道收縮，流體流速增加、噴孔內(nèi)局部壓力下降至流體飽和蒸汽壓時(shí)產(chǎn)生的一種復(fù)雜氣液兩相湍流，這類(lèi)空化流動(dòng)已被深入廣泛地研究[7-9]；后者由噴嘴內(nèi)旋渦流動(dòng)引起，旋渦核心低壓區(qū)使得氣相積聚并發(fā)生氣液相變.目前對(duì)于渦線空化的研究相對(duì)較少，尚不能對(duì)其初生機(jī)理、流動(dòng)特性及影響形成全面認(rèn)識(shí).

Roth 等[10]基于某比例放大透明6 孔噴嘴的試驗(yàn)結(jié)果，得出柴油機(jī)噴嘴內(nèi)的渦線空化可被區(qū)分為針閥-噴孔型和噴孔-噴孔型兩類(lèi).孫申鑫等[11]根據(jù)比例放大噴嘴內(nèi)渦線空化流動(dòng)特性的可視化試驗(yàn)結(jié)果分析了兩類(lèi)渦線空化對(duì)噴霧的影響.Gavaises 等[5]采用可視化試驗(yàn)方法對(duì)比分析了比例放大和真實(shí)尺寸量級(jí)噴嘴內(nèi)兩類(lèi)渦線空化的穩(wěn)態(tài)特性，研究指出漸縮錐形噴孔可大大抑制幾何誘導(dǎo)空化現(xiàn)象，但更有利于渦線空化的產(chǎn)生和發(fā)展.但他們的研究……