不同品质柴油喷雾燃烧特性试验与仿真分析

针对不同品质的柴油燃烧时具有不同的喷雾形态、火焰浮起长度以及碳烟排放的现象,用煤油作为对比柴油,搭建定容燃烧弹试验设备,开发了喷雾燃烧特性试验用图像处理软件,进行不同初始条件下的火焰浮起长度试验对比。试验结果表明:柴油和煤油火焰浮起长度都随着喷油压力的提高而增长,随着燃烧弹内的初始压力和温度的升高而减小;在较低的环境温度和压力下,煤油火焰浮起长度值相对于柴油较大,且煤油浮起长度在环境温度和压力条件下的变化要比柴油敏感。同时利用Auto CAD及STAR-CD等软件,建立定容燃烧弹内燃油喷雾燃烧仿真模型,对试验工况进行仿真计算,并与试验数据进行对比研究。结果表明:数值仿真结果与试验结果基本一致,且主喷射段内的最大误差不超过5%,从而验证了在定容燃烧弹内建立的喷雾燃烧仿真模型的准确性。此外,从燃料的分子结构及碳原子数层面来分析,该模型可以预测不同含碳量柴油的火焰浮起长度值。