激光诱导荧光法和相位多普勒测速法研究缸内直喷生物燃料液滴蒸发速率
2026-02-09 来源:本站 点击次数:78（论文部分内容摘抄）
含生物组分的汽油喷雾的雾化和蒸发取决于特定的替代燃料混合物的理化性质。这项工作的重点是估计喷雾在分层收费条件下的生物燃料蒸发率。用局部蒸汽浓度和温度验证的局部液滴大小来分析一个特定的喷雾羽流。根据不同的操作条件，不同的理化性质主导着雾化和蒸发行为。 对于温和的环境温度和压力，高沸点组分对喷雾中的液滴尺寸和温度分布有强烈的影响。然而，在高温下，蒸发率完全改变。由于高度的蒸发发生，在喷雾内部和喷雾过程中出现125K的温度差冷点。在喷雾羽流中心检测到 89K的最大冷却，因为与较稀的外部位置相比这些区域中的液滴密度较高。 然而，当比较环境温差为200K的两个差异边界条件的数据时，喷雾锥体外部区域的测量位置总是显示较高的温度。在那里可以找到较小的液滴，作为衡量蒸发进展的一个尺度。对于蒸发较高的燃料混合物，喷雾中心和喷雾边界之间的温度差比蒸发焓较低的燃料更明显--尽管它们的沸点较高。总的来说，对于分层加载条件下的液滴蒸发来说，蒸发焓是一个主要的理化性质。
通过光束均匀化器减少了光束轮廓的空间波动，在此之后，光束的高度约为20mm，并微微偏离。然后，用柱面平凸透镜形成薄的光片。两東光用分色镜重叠在一起。用于喷雾测量的光片高度为50 mm。为了校正激光强度波动，用能量计测量熔融二氧化硅玻璃板的反射。然后，该光東被引导通过该单元，并在光束堆中完全吸收。垂直于激光光片收集荧光信号。355nm长通滤波器用于阻挡来自激光器的弹性散射光。信号用曝光时间为240 ns的 ICCD 相机记录，以避免检测到在较低氧分压下发生的较持久的磷光。具有双快门模式德国PCO高速相机(pco.dicam)，两幅图像之间的时间延迟设置为5us。原始数据的评估方法是将PDA液滴尺寸测量的相同位置相匹配。评估的平均PLIF面积为900umx300um，每个Da点。
在这项研究中，在不同的环境条件下测试了各种单组分燃料和混合物，以确定最重要的燃料特性及其对雾化和蒸发的影响。获得的局部温度作为喷射脉冲、蒸汽与夹带气体混合物的函数以及蒸发焓和沸点的化学数据证实了液滴尺寸测量的结果。在不同的研究条件下不同的理化性质决定了蒸发速率。为了适度的安慰，尽管单组分燃料的沸点、蒸汽压和蒸发焓的化学数据存在很大差异。因此，高沸点组分对喷雾行为和液滴分布有很强的影响。
在升高的气体压力和温度(0.8MPa/673K)的蒸发速率完全改变。由于发生高度蒸发，研究的燃料在蒸发后在液滴大小和周围温度方面表现出较强的差异。沸点高于乙醇的异辛烷比乙醇的液滴小得多。由于乙醇的蒸发焓很高，液滴蒸发速率受到限制。因此，乙醇的行为更像是一种高沸点燃料，如正丁醇。因此，可以认为，在高压和高温的层状电荷条件下，蒸发焓是蒸发速率的主要物理化学性质。稠密喷雾蒸发速率的知识可用于进一步的模型开发和验证，以及促进现代燃料和混合物的喷射和燃烧策略的优化。
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