激光誘導(dǎo)熒光法和相位多普勒測速法研究缸內(nèi)直噴生物燃料液滴蒸發(fā)速率

瀏覽次數(shù)：262　發(fā)布日期：2026-2-9　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

（論文部分內(nèi)容摘抄）

含生物組分的汽油噴霧的霧化和蒸發(fā)取決于特定的替代燃料混合物的理化性質(zhì)。這項(xiàng)工作的重點(diǎn)是估計(jì)噴霧在分層收費(fèi)條件下的生物燃料蒸發(fā)率。用局部蒸汽濃度和溫度驗(yàn)證的局部液滴大小來分析一個(gè)特定的噴霧羽流。根據(jù)不同的操作條件，不同的理化性質(zhì)主導(dǎo)著霧化和蒸發(fā)行為。對于溫和的環(huán)境溫度和壓力，高沸點(diǎn)組分對噴霧中的液滴尺寸和溫度分布有強(qiáng)烈的影響。然而，在高溫下，蒸發(fā)率完全改變。由于高度的蒸發(fā)發(fā)生，在噴霧內(nèi)部和噴霧過程中出現(xiàn)125K的溫度差冷點(diǎn)。在噴霧羽流中心檢測到 89K的最大冷卻，因?yàn)榕c較稀的外部位置相比這些區(qū)域中的液滴密度較高。然而，當(dāng)比較環(huán)境溫差為200K的兩個(gè)差異邊界條件的數(shù)據(jù)時(shí)，噴霧錐體外部區(qū)域的測量位置總是顯示較高的溫度。在那里可以找到較小的液滴，作為衡量蒸發(fā)進(jìn)展的一個(gè)尺度。對于蒸發(fā)較高的燃料混合物，噴霧中心和噴霧邊界之間的溫度差比蒸發(fā)焓較低的燃料更明顯--盡管它們的沸點(diǎn)較高。總的來說，對于分層加載條件下的液滴蒸發(fā)來說，蒸發(fā)焓是一個(gè)主要的理化性質(zhì)。

通過光束均勻化器減少了光束輪廓的空間波動(dòng)，在此之后，光束的高度約為20mm，并微微偏離。然后，用柱面平凸透鏡形成薄的光片。兩東光用分色鏡重疊在一起。用于噴霧測量的光片高度為50 mm。為了校正激光強(qiáng)度波動(dòng)，用能量計(jì)測量熔融二氧化硅玻璃板的反射。然后，該光東被引導(dǎo)通過該單元，并在光束堆中完全吸收。垂直于激光光片收集熒光信號。355nm長通濾波器用于阻擋來自激光器的彈性散射光。信號用曝光時(shí)間為240 ns的 ICCD 相機(jī)記錄，以避免檢測到在較低氧分壓下發(fā)生的較持久的磷光。具有雙快門模式德國PCO高速相機(jī)(pco.dicam)，兩幅圖像之間的時(shí)間延遲設(shè)置為5us。原始數(shù)據(jù)的評估方法是將PDA液滴尺寸測量的相同位置相匹配。評估的平均PLIF面積為900umx300um，每個(gè)Da點(diǎn)。

在這項(xiàng)研究中，在不同的環(huán)境條件下測試了各種單組分燃料和混合物，以確定最重要的燃料特性及其對霧化和蒸發(fā)的影響。獲得的局部溫度作為噴射脈沖、蒸汽與夾帶氣體混合物的函數(shù)以及蒸發(fā)焓和沸點(diǎn)的化學(xué)數(shù)據(jù)證實(shí)了液滴尺寸測量的結(jié)果。在不同的研究條件下不同的理化性質(zhì)決定了蒸發(fā)速率。為了適度的安慰，盡管單組分燃料的沸點(diǎn)、蒸汽壓和蒸發(fā)焓的化學(xué)數(shù)據(jù)存在很大差異。因此，高沸點(diǎn)組分對噴霧行為和液滴分布有很強(qiáng)的影響。

在升高的氣體壓力和溫度(0.8MPa/673K)的蒸發(fā)速率完全改變。由于發(fā)生高度蒸發(fā)，研究的燃料在蒸發(fā)后在液滴大小和周圍溫度方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的差異。沸點(diǎn)高于乙醇的異辛烷比乙醇的液滴小得多。由于乙醇的蒸發(fā)焓很高，液滴蒸發(fā)速率受到限制。因此，乙醇的行為更像是一種高沸點(diǎn)燃料，如正丁醇。因此，可以認(rèn)為，在高壓和高溫的層狀電荷條件下，蒸發(fā)焓是蒸發(fā)速率的主要物理化學(xué)性質(zhì)。稠密噴霧蒸發(fā)速率的知識可用于進(jìn)一步的模型開發(fā)和驗(yàn)證，以及促進(jìn)現(xiàn)代燃料和混合物的噴射和燃燒策略的優(yōu)化。

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