基于高壓柴油噴射器的生物柴油和常規(guī)燃料噴霧動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)研究

生物柴油的噴霧動(dòng)力學(xué)在以前的研究中尚未得到完整研究。分析噴霧動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)于生物柴油噴霧的成功建模和現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)中生物柴油的正確使用至關(guān)重要。通過(guò)使用同步加速器X射線測(cè)速技術(shù)比較了單孔和多孔柴油噴射器所噴射生物柴油和常規(guī)燃料的噴霧動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。研究使用了3種燃料，即生物柴油、柴油和Viscor16br。研究結(jié)果表明，與常規(guī)燃料相比，生物柴油的高粘度和密度降低了噴射速度。對(duì)于多孔噴射器，生物柴油對(duì)噴射速度的影響不太顯著。對(duì)于單孔噴射器，減緩了生物柴油流動(dòng)分解，并增加了完整的核心長(zhǎng)度，從而導(dǎo)致沿噴霧中心出現(xiàn)較低的速度衰減速率和湍流強(qiáng)度。與此同時(shí)，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(qiáng)度等同于常規(guī)燃料。常規(guī)燃料粘度在多孔噴射器的噴霧動(dòng)力學(xué)中不起主要作用，生物柴油和常規(guī)燃料噴霧的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)可以基于能量守恒氣體噴射理論進(jìn)行調(diào)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(shù)。對(duì)于3孔噴射器，生物柴油對(duì)噴射速度的影響較小。

在軸對(duì)稱單孔噴射器的條件下，無(wú)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(zhǎng)度越長(zhǎng)，結(jié)果在下游形成較窄的噴霧；對(duì)于生物柴油，噴霧中心的速度衰減速率和湍流強(qiáng)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(dòng)，從非常近場(chǎng)（接近零的完整核心長(zhǎng)度）開(kāi)始噴霧速度衰減。燃料對(duì)初始燃料流量的影響是微不足道的。結(jié)果，噴霧中心的速度衰減速率和湍流強(qiáng)度幾乎等同于燃料。這些結(jié)果表明，在柴油機(jī)的實(shí)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(guī)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