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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
在能源趋于枯竭、油价上涨、全球变暖及日益严格的排放法规的前提下，改善汽油机燃油经济性的需求显得格外突出。稀薄燃烧技术是提高汽油机燃油经济性的重要手段，以分层稀薄燃烧缸内汽油直喷技术（GDI Gasoline Direct Injection）为代表的新型燃烧模式极大地提高了汽油机的燃油经济性，但同时也存在排放等方面的题目。燃油喷雾混合过程作为发动机缸内热力过程的基础，对后续的燃烧和排放性能具有决定性的作用。在阅读和分析大量国内、外相关文献的基础上，针对迄今对雾化机理认识不足和燃油碰壁现象较为复杂的现状，本文通过理论研究并结合数值模拟计算与实验研究，较为深入地对汽油喷雾特性进行了研究。为深入研究燃油喷雾的雾化机理，将雾化题目的研究范围拓展到喷雾上游边界－喷嘴内部流动。基于两相流混合模型与燃油空穴模型，通过应用联合一维燃油喷射系统模型和喷嘴三维模型的方法对不同条件下喷嘴内部的流动情况进行了多维数值模拟研究，为下一步的燃油喷雾模拟提供了较为详实的边界条件。研究发现，高压旋流喷嘴内的燃油流动状态存在完全空穴流和部分空穴流，而完全空穴流的流动结构，可以划分为两个区域，一个是位于喷孔中心的具有较高密度、速度和动量的液体区；另一个是靠近壁面的密度、速度和动量较低，充满空穴气泡的空穴区。通过数值模拟，分析了各种影响因素，如喷射压力、环境压力、针阀升程等对空穴流动的影响，喷孔出口截面上的流动结构及各参量分布情况，给出了喷雾模拟较为详细的边界条件。结果表明新模型能够较好地模拟喷嘴内部的空穴和湍流流动对喷雾雾化的影响，为进一步加深理解喷雾雾化机理奠定了基础。在分析各种雾化机理假说的基础上，结合近年来国内外对近喷嘴区域喷雾结构的实验观察和得出的结论，以及对喷孔内部流动结构的分析，本文提出了一个新的喷雾雾化概念模型即认为在燃油喷射雾化中，空穴、湍流和空气动力的共同作用是促成射流雾化的动因，并根据各种雾化机理作用区域的不同，将喷雾雾化过程分为一次雾化和二次雾化两个阶段。从能量的角度出发，建立了空穴和湍流诱导的一次雾化模型，模型描述了燃油从喷嘴内的连续流到近喷嘴区域的稠密喷雾的转变过程，反映了空穴及湍流的雾化作用机理。新模型计算了液滴二次雾化模拟所必须的初始条件，如液滴的尺寸、位置和速度分量，同时，考虑了喷孔内部流动结构中空穴分布位置的影响。从空气动力作用引起的液滴表面不稳定波理论出发，以广泛用于模拟缸内直喷汽油机高压旋流喷油器空锥形喷雾的TAB（Taylor analogy breakup）和DDB（Droplet deformation breakup）模型作为二次破碎模型进行模拟，且两种模型关于喷雾贯穿距离、喷雾锥角、液滴尺寸和喷雾形态的模拟结果非常接近，并能够较为全面地反映喷雾发展过程。最后，模型得到了实验的验证，结果表明模型能较为准确地模拟喷雾雾化的发展过程。利用高速摄像技术，在高压定容室内对汽油喷雾进行了实验研究。实验中考察了喷射压力、环境背压、碰壁入射角度和碰壁距离等因素对喷雾特性如贯穿距离、喷雾锥角、壁面扩展度、壁面喷雾体、油膜厚度、空气卷吸等的影响。归纳和分析了实验测得的大量原始数据，为国内在该领域的研究提供了可靠的实验资料和经验。同时，依据实验条件进行了数值模拟计算，并与实验结果进行了比较且取得了较好的一致，深化了对汽油喷雾混合特性的理解，为最终满足工程应用提供理论依据和技术措施。 |
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发表于 2024-2-4 17:03:51
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