生物柴油噴霧特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、天津大學碩士學位論文生物柴油噴霧特性的數(shù)值模擬研究NumericalInvestigationoftheSprayCharacteristicsofBiodieselFuelllaracterlstidieselUel一級學科：學科專業(yè)：作者姓名：指導教師：企業(yè)導師：天津大學機械工程學院二零一五年十二月一一一一一一摘要生物柴油是一種具有前景的柴油替代燃料，其噴霧特性可以直接影響發(fā)動機的燃燒特性和排放特性。因此，研究生物柴油的噴霧特性具有

2、重要的意義。本文運用新近開發(fā)的生物柴油物性預測模型，系統(tǒng)預測了生物柴油噴霧模擬研究所需物性數(shù)據(jù)，并將其添加到開源模擬軟件KIVA3V的燃料庫中。基于KIVA3V軟件，模擬研究了柴油機相關工況(早噴工況、傳統(tǒng)工況、后噴工況)下，單一物性(密度、黏度、表面張力、蒸氣壓、蒸發(fā)焓、蒸氣擴散系數(shù)和蒸氣比熱容)對生物柴油噴霧特性的影響規(guī)律，并對比研究了3種以不同鏈長脂肪酸甲酯為主要成分的生物柴油(以癸酸甲酯(C10：0)為主要成分的萼距花生物柴油(

3、CuME)、以月桂酸甲酯(C12：0)為主要成分的椰子油生物柴油(CoME)和以亞油酸甲酯(C18：2)為主要成分的大豆生物柴油(SⅧ))的噴霧特性。本文主要結(jié)論如下：在柴油機相關工況下，蒸氣壓、比熱容等與蒸發(fā)相關的物性對生物柴油噴霧特性影響較大，蒸氣壓影響尤為明顯，密度、黏度、表面張力等其他物性對生物柴油的噴霧特性影響相對較小。由于C12：0的蒸氣壓明顯大于C18：2，相對于C12：0，C18：2在準穩(wěn)態(tài)時的液相貫穿距明顯增大，索特平

4、均直徑(SMD)和燃油蒸氣質(zhì)量分數(shù)明顯減小。CuME和CoME的噴霧特性整體上略優(yōu)于柴油(DF)，而SME的噴霧特性明顯差于柴油。整體上，隨著環(huán)境密度和環(huán)境溫度的增加，燃油的液相貫穿距減小，SMD和燃油蒸氣質(zhì)量分數(shù)增大，環(huán)境密度增大導致液相貫穿距明顯減小，環(huán)境溫度增大導致SMD和燃油蒸氣質(zhì)量分數(shù)明顯增大。燃油液相貫穿距規(guī)律如下：CuME的液相貫穿距最小，其次是CoME，SME的液相貫穿距最大。燃油SMD規(guī)律如下：CuME的SMD最大，其