ORVR車輛加油過程的流動機理與特性研究.pdf

1、基于機動車的油氣排放控制技術(shù)，即車載加油油氣回收(Onboard Refueling Vapor Recovery,ORVR)技術(shù)，自美國環(huán)境保護署EPA(Environmental Protection Agency, EPA)于1994年推出該技術(shù)以來已有20多年的歷史。隨著我國機動車數(shù)量日益增多，機動車污染排放越來越受到人們的重視，ORVR技術(shù)也逐漸進入人們的視線，但國內(nèi)對ORVR技術(shù)的認識仍處于起步階段，相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究寥寥可

2、數(shù)，可供參考的相關(guān)數(shù)據(jù)更是微乎其微。為此，本文以O(shè)RVR燃油系統(tǒng)為模型，采用參數(shù)分析、數(shù)值模擬和實驗測量相結(jié)合的方法，以及相位多普勒三維動態(tài)粒子分析儀(Particle Dynamic Analyzer,PDA)、高速攝影儀等先進測試儀器設(shè)備，對ORVR車輛加油過程中的氣液兩相流動特性進行了系統(tǒng)研究。
　　本文首先建立了一種包括加油管、燃油箱和翻車閥等的集總參數(shù)法模型，將整個系統(tǒng)分割成4個控制體和2個連接閥。討論了燃油系統(tǒng)的幾何結(jié)

3、構(gòu)、加油槍加油速率、燃油揮發(fā)性、燃油箱中的空氣/燃油蒸汽比例等參數(shù)對壓力的影響程度，成功地預(yù)測了燃油系統(tǒng)在加油過程中加油管和燃油箱內(nèi)氣相空間的壓力變化。然后利用商業(yè)計算流體動力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，CFD)軟件ANSYS FLUENT分別對加油管和全尺寸的ORVR燃油系統(tǒng)進行了數(shù)值模擬分析，系統(tǒng)研究了加油過程中加油管的液封現(xiàn)象、加油管管口處空氣的卷吸現(xiàn)象、加油管中的回流現(xiàn)象、加油管中的流場和燃油箱

4、中氣相空間的壓力變化，得到了加油速度、加油管內(nèi)徑、翻車閥背壓等對氣液兩相流動的影響，并利用PDA對加油管中的流場進行了測量，測試結(jié)果與數(shù)值模擬基本吻合，驗證了所采用的CFD數(shù)值模型的可靠性。機動車加油是一個瞬態(tài)過程，為了對加油管中復(fù)雜的氣液兩相流動進行更深入的研究，本文搭建了1∶1的有機玻璃加油管、燃油箱組成的可視化實驗平臺，采用PDA和高速攝影儀等設(shè)備，測量了加油過程中加油管內(nèi)的速度流場、加油管管口和燃油箱頂部空間的壓力變化，系統(tǒng)觀察