高压共轨大功率柴油机喷油嘴内部两相流动仿真研究
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旋流式进料喷嘴实验与流场结构数值模拟黄启龙;李进贤;郑亚;朱国强;赵思珍【摘要】针对旋流式催化裂化进料喷嘴进行了实验研究和数值模拟。
实验中测量了不同工况下的雾化粒径和喷嘴的雾化角,同时验证了各段的压降分配方案。
通过VOF( volume of fluid)方法对喷嘴气液两相流的流动过程进行了数值模拟,描述了喷嘴中两相流的填充过程,得到了喷嘴的压力、速度分布和雾化角,并与实验结果进行了比较,二者吻合较好。
对上述结果分析后表明,该型旋流式喷嘴雾化粒径在53~60μm,雾化角随气液比或流量的增大而有所增加,采用内外嵌套式旋流器可使射流厚度较为均匀。
%Experiments on and numerical simulation of a swirl fluid catalytic cracking ( FCC ) feed nozzle were presented. In the experiments, the spray angle and sauter mean droplet ( SMD) were measured at different flow rates. Then pressure drop on each section of nozzle was verified. Volume of Fluid ( VOF) method was used to simu⁃late the gas⁃liquid flow process in a swirl FCC feed nozzle. The simulation exhibited the process of two⁃phase flow filling feed nozzle. The nozzle pressure, velocity distribution and spray angle were calculated;the calculated results agreed well with validated by experimental data. The results show that: the SMD size of feed nozzle is 53⁃60μm;the spray angle increases with increasing gas/liquid mass ratio or flow rate;the spray pattern is fairly evenly distrib⁃uted within combined cyclone.【期刊名称】《西北工业大学学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】7页(P388-394)【关键词】催化裂化;喷嘴;流场;两相流;雾化粒径;VOF方法【作者】黄启龙;李进贤;郑亚;朱国强;赵思珍【作者单位】西北工业大学航天学院,陕西西安 710072;西北工业大学航天学院,陕西西安 710072;西北工业大学航天学院,陕西西安 710072;西北工业大学航天学院,陕西西安 710072;中国石化工程建设公司,北京 100101【正文语种】中文【中图分类】Q051旋流式进料喷嘴实验与流场结构数值模拟黄启龙1,李进贤1,郑亚1,朱国强1,赵思珍2(1.西北工业大学航天学院,陕西西安710072; 2.中国石化工程建设公司,北京100101)摘要:针对旋流式催化裂化进料喷嘴进行了实验研究和数值模拟。
高压燃油共轨系统在船舶上的应用现状及优化[摘要] 随着世界能源危机和环境污染的加重,为了节约能源、降低排放,使得柴油机电控喷射技术得到了飞速的发展。
而高压共轨燃油喷射系统对既满足柴油机的经济性能,又实现低污染、低排放发挥了重要作用。
本文介绍了高压共轨燃油喷射系统相对于传统燃油系统的优点;目前该系统在国际上的发展现状及在船舶柴油机上的应用情况。
[关键字] 高压共轨船舶柴油机[abstract] as the world energy crisis and environment pollution increase, energy saving and emission reduction are making the engine electronic control injection technology rapidly developed. the high pressure common rail fuel injection system plays an important role in meeting both economic performance and achieving low emission. the article describes the advantage of the system compared to conventional fuel system; present situation and the maritime application.[key words] high pressure common rail system marine diesel engine柴油机以其低投入高产出在各领域得到广泛应用。
但是, 随着柴油机数量的增加, 其排放与燃油经济性引起了人们的关注, 各国政府从20 世纪70 年代陆续开始出台了越来越严格的排放法规。
2000 年推出的欧ⅲ法规对柴油机的排放等指标又提出了更严格的要求。
蒸汽喷射器混合室两相流动的数值模拟武洪强;刘中良;李艳霞;付维娜;汤永智;石灿【摘要】应用适用于跨声速流动的湿蒸汽两相流模型对蒸汽喷射器内流体的流动进行了数值模拟研究.重点研究了蒸汽喷射器混合室内流体的流动过程,并比较了采用湿蒸汽模型和理想气体模型计算结果差异.研究结果表明,湿蒸汽模型中,蒸汽喷射器引射系数略高于理想气体模型的,混合室内喷嘴出口和引射蒸汽入口附近激波产生的局部高压明显小于理想气体模型的,工作蒸汽速度、温度的降低也要比理想气体模型的小.%Fluid flow in steam jet ejector was simulated by employing wet steam model for transonic flow. The study focused on fluid flow in mixing chamber of steam jet ejector and compared difference in simulation results between ideal gas and wet steam models. Higher entrainment ratio of steam jet ejector, smaller localized high pressure produced by shock waves near nozzle outlet and ejector inlet, and less reduction in velocity and temperature of primary steam were observed in wet steam model than in ideal gas model.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2017(068)007【总页数】7页(P2696-2702)【关键词】蒸汽喷射器;混合室;凝结;湿蒸汽模型;引射系数;气液两相流;数值模拟【作者】武洪强;刘中良;李艳霞;付维娜;汤永智;石灿【作者单位】北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124【正文语种】中文【中图分类】TQ026.2蒸汽喷射器是一种广泛应用于石油、化工、制冷以及食品工业的重要设备。
[汽车之家拆解] 作为第三次发动机拆解的主角,长城2.0VGT柴油机终于粉墨登场了。
此前我们已经对发动机生产环节进行了参观,而此时就要对这台2.0排量的新柴油机进行正式拆解了,为了大家阅读的方便,我们首先介绍的是柴油机的高压共轨系统与附件部分,而进排气和缸体部分将随后奉上。
●燃油高压共轨直喷系统与汽油机点燃燃料混合气不同,柴油机是通过将进气压缩加温,再与柴油喷雾混合,压燃燃烧的,因此一套行之有效的燃油喷射系统对于柴油机来说非常关键。
由于柴油机的压缩比大(与一般汽油10-11的压缩比相比,GW4D20柴油机的压缩比达到了16.7),汽缸内的压力非常大,要形成均匀的油雾,也就需要很高的喷油压力,而现在主流的柴油机则是电控的高压共轨喷射,通过高压油泵加压,ECU采集传感器信号,控制带电磁阀的喷嘴改变喷油时机和喷油量,实现燃油喷射的精确控制。
『高压共轨系统主要组成部件』GW4D20柴油机目前所用的这套高压共轨燃油喷射系统由德尔福提供,主要由高压油泵、油轨、高压油管、喷油嘴、各种传感器、ECU等组成。
这套高压共轨系统可以提供最高1800bar的喷油压力,这个压力在国内乘用车柴油机中也算较高的(如VM 2.5排量柴油机的喷射压力为1350bar)。
●高压油泵高压油泵的作用是供给柴油机在正常运转时的足够的高压燃油,同时保证柴油机迅速启动所需要的额外供油量和压力要求。
GW4D20柴油机采用的是德尔福提供的高压油泵,该油泵采用将扇叶式输油泵与高压油泵制成一体的形式,双柱塞式设计,整体结构更为紧凑可靠,也能承受更高的工作压力。
油泵采用皮带驱动,最高压力可达1800bar,值得一提的是,这个压力与上下文所提到的喷油系统、油轨、喷油器的最大压力/工作压力并不完全一致,这与喷油系统和发动机的工况有关,多数时刻高压共轨系统并不一定处于满负荷运转,这样能确保对喷油系统进行更精确的控制,实现燃油燃烧的高效率。
『4D20所用高压油泵』『油泵的驱动轴由皮带带动』『油泵的回油接管(上)和进油接管(下)』『油泵上也有多个传感器和电控部件,图中绿色接头为温度传感器』输油泵将经过燃油滤清器过滤之后的燃油泵吸到泵腔内,当供油压力超过安全阀的开启压力(50-150kPa)时,燃油经高压油泵进油阀进入柱塞腔并被压缩,油压的升高一旦达到高压油轨的油压,出油阀被打开,被压缩的燃油就进入了高压循环。
临界流文丘里喷嘴数值模拟及优化设计文丘里喷嘴是一种常用于推进剂和液体燃料发动机中的喷嘴,其设计和性能对发动机的性能和可靠性有重要影响。
随着计算流体力学(CFD)技术的发展和计算能力的提高,数值模拟成为设计和优化文丘里喷嘴的有效工具之一。
本文对文丘里喷嘴的数值模拟及优化设计进行了综述。
首先介绍文丘里喷嘴的结构和工作原理。
文丘里喷嘴有两个基本部分:喷嘴喉和扩散段。
喷嘴喉是圆锥形的,它将高速流动的气体加速至超音速。
扩散段是圆柱形的,它将超音速流体膨胀为亚音速或低音速的喷射流,产生推进力。
文丘里喷嘴的性能受到多种因素的影响,包括喷嘴喉的截面形状、弯曲角度、入口气流速度和压力等。
接下来介绍文丘里喷嘴的数值模拟方法。
数值模拟通常采用CFD软件,利用Navier-Stokes方程和连续性方程求解流体动力学问题。
模拟过程中需要考虑流体的非定常性、湍流等复杂现象。
数值模拟可以提供文丘里喷嘴内部的流场参数,如速度、压力和温度等。
此外,还可以进行流体结构相互作用(FSI)模拟,考虑喷嘴的振动和变形等问题。
然后讨论文丘里喷嘴的优化设计。
优化设计的目标是最大化推进力、最小化压损和热载荷等。
优化设计通常采用基于数值模拟的方法,可以通过改变截面形状、扩散角度等设计参数来优化喷嘴性能。
此外,还可以采用遗传算法、响应面法等优化算法进行自动化优化设计。
最后,对文丘里喷嘴数值模拟及优化设计的发展趋势进行展望。
未来的研究将集中于更加精细的数值模拟方法、多学科协同优化设计和可持续发展等方面。
同时,还需要进一步研究喷嘴疲劳寿命、防堵和排污等问题,确保文丘里喷嘴的性能和可靠性。