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http://www.jiangmenyuntichechuzu.com/ 鹤山云梯车出租,江海云梯车出租,四会云梯车出租    如何建立喷油器内流场计算模型?
新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2020-09-044    文字:【】【】【


            鹤山云梯车出租,江海云梯车出租,四会云梯车出租     如何建立喷油器内流场计算模型?    1 喷油器三维内流场 CFD 网格模型对于喷油器模型的复杂性六面体网格虽然网格数量少,计算精度高,但要花费大量的时间且不容易捕捉模型的特征。通常这种情况下四面体网格虽然网格数量多但它能较好的捕捉到喷油器模型几何特征,所以本针阀式喷油器模型采用四面体非结构化网格。由于喷油孔的几何尺寸相对较小故在这些过渡区域进行网格加密处理,从而提高了分析计算精度。因为燃油喷射出的油压特别大,内部燃油处于明显的湍流状态,为了使燃油的流动状态更加真实,所以需要划分五层边界层网格。本次喷油器 CFD模型共划分四面体网格单元101 万个,节点数29.8 万,边界层位5 层。



        2,喷油器内流场计算   内流场计算结果当针阀升程结束时,由于惯性作用燃油会继续向燃烧室喷射燃油而进口却没有燃油进入喷油器从而形成真空不能模拟出喷油器内流场真实情况。故本节采用有限元分析软件求解当针阀运动到0.3mm 时压力室、喷油孔内流场的速度分布、压力分布情况来确保模拟结果的准确性。喷油器在针阀升程为0.3mm 时燃油压力室以及喷油孔处的压力结果云图。从喷油器的压力结果云图中可以明显看出,最大压强为120MPa,位于压力室,然后到喷油孔入口处急剧下降,在喷油空拐角处出现一个负压区,而且在靠近喷油孔下壁面的压力值达到了最低,在喷油孔入口拐角处出现了明显的负压区,可能会出现空化现象,引起这一现象的主要原因有两点:一是燃油流向的突然改变,二是内流道燃油截面突然变小,根据流体力学控制方程可只此处流速会增加。在喷油孔内压力分布较为均匀,到喷油孔出口处压力有些许升高。




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       3. 喷油器速度场分析,喷油器流场速度分布如图所示,由图可以看出:(1)燃油流速为317m/s,分布在喷孔内部靠近孔壁区域即结果云图中深红色区域,这一现象的出现是由于压力室和喷油孔具有导流的作用;当流体越靠近喷油孔出口时,其流体的流速有一定幅度的下降,这主要是因为壁面流体的速度梯度以及燃油粘性较大的影响。(2)速度场在喷孔内孔壁流速变化剧烈。喷油器喷油孔入口下边缘拐角处产生了较小的涡流区域,从喷油器压力场结果云图可以看出此处的燃油压力值比较低,这也再次印证了喷油孔入口下边缘拐角处更加容易出现空化区域,另一方面,压力室的燃油压力比较高,燃油流速相对较低,对从压力室流入喷油孔有一定的汇流作用。



        针阀升程对内流场的影响目前高压共轨燃油喷射系统中的喷油器喷嘴的喷射压力一般在100MPa 以上,此次低速重载船用发动机喷油器入口压力为 120MPa,然后分别对针阀升程为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm 五种常用工况下进行数值模拟。五种工况的针阀运动规律如图所示。用 C 语言编写针阀运动程序,通过fluent 中UDF 技术将编写好的程序联导入fluent 计算过程中实现针阀运动的瞬态模拟。在不同针阀升程下喷油器内部压力变化情况:最大燃油压力基本上没什么变化,保持在120Mpa 左右且主要集中分布在压力室和喷油孔入口之间部分;在喷油孔入口下壁面的拐角处形成负压区,并且顺着喷油孔出口处燃油压力逐渐增大,负压区逐渐变小直到消失。这表明喷油器的针阀升程越大,燃油在喷油器内流动时出现的负压区就越小,而在负压区燃油受到的压力低于燃油饱和蒸气压更容易发生空化,从而造成喷油孔内的流量系数减小,并且对燃油喷射时的雾化锥角及贯穿距离产生影响,进而影响柴油机的燃烧特性;燃油压力变化最为明显的是喷油孔入口处,是整个内流场压力过渡区,压力从100Mpa 降低到-80Mpa,沿着喷油孔燃油压力又有所回升。当喷油器的针阀升程为0.1mm 的时候,燃油压力室到喷油孔入口处的过渡区域燃油压力梯度较小。



          在不同针阀升程下的喷孔内部的速度分布云图,分别是针阀升程为0.1mm、0.2mm,0.3mm、0.4mm、0.5mm 下的喷油器内流场计算结果。从结果图中可以看出在不同针阀升程下喷油器内部压力变化情况:喷油孔内的最大燃油流速区域主要分布在喷油孔中心轴偏下部分,也就是喷油孔入口拐角下壁面处的红色显示区域,这通常是因为燃油流通截面的突然减小导致此处的流速突然增加。不管针阀升程如何变化,喷油孔入口下壁面拐角处都会出现燃油流速特别大的区域,并且随着针阀升程的增大,这种现象会特别明显;随着针阀升程的增大,喷油孔下边缘拐角处的燃油速度大,这会使喷油孔与压力室有很大的压力差,从而更加有利于燃油的雾化,形成良好的雾化锥角以及贯穿距离更有利于燃油与空气的充分混合,提高燃烧效率。




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点击次数:44  更新时间:2020-09-04  【打印此页】  【关闭

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