重型柴油机相似环境条件下柴油喷雾结构及其浓度场、温度场的研究文献综述

 2021-10-11 07:10

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文献综述: 前言   众所周知,燃油的喷射、雾化及其与空气的混合对于柴油机的整个燃烧过程是一个关键环节。

尤其是环境温度、环境密度、喷油压力、喷孔直径、氧气浓度对重型柴油机相似环境条件下柴油喷雾结构和浓度场的影响。

但由于柴油雾束的密度太大,迄今为止,人们对柴油喷雾的研究主要是在较低环境密度(35kg/m3以下)下开展的,距离现代重型柴油机高负荷工况(环境密度达60 kg/m3以上)相差很远,仍无法直观地观测柴油喷雾的破碎过程,所建立的数学模型均是建立在假设的基础上,所以雾化模型的基础并不扎实和可靠,这对于定量描述喷雾过程非常不利。

有必要对现代重型柴油机相似环境条件下柴油喷雾结构及其浓度场、温度场进行深入定量研究。

柴油喷雾研究的意义   不可否认,能源与环境问题,是当今世界所面临的最为严峻的挑战之一,而随着能源消耗和能源价格问题在全世界范围的扩大和加重,世界各国都开始设法通过开源节流以缓解本国的能源压力,如美国、日本、中国、欧洲等国家都先后开展了二甲醚、乙醚、生物柴油、LPG、醇类燃料、重油等代用燃料的研究[2-4],这就是开源;与此同时,各国都致力于提高内然机的热效率,如提高喷雾质量、控制进排气正时和加强进气湍流等以此改善燃烧进程,通过废气涡轮增压机等回收余热,增加内燃机的热效率,这就是节能。

   据最新《BP 世界能源统计》表明,我国的石油、天然气保有储量仅占世界的 1%左右,人均拥有量更是远远低于世界平均水平,人均能源储备严重不足;时, 我国石油资源还存在赋存条件差,开发难度大,石油品质差等特点。

而随着中经济快速的发展,汽车、船舶等保有量的快速增加,工业用油量的剧增,从 1996 起我国已成为原油净进口国,此后原油进口依存度持续增长,1997-2007 年,十间我国原油产量年均增长 1.5%,远低于 6.8%的消费量年均增长速率。

使我国已经成为了世界上能源紧缺的国家之一。

不仅如此,由于柴油机具有较高的热效率、良好的经济性、动力性和耐久性等优点,其在动力装置、船舶和汽车上得到了越来越广泛的应用,目前轿车中的柴油机比例也越来越大。

但是,柴油机存在许多问题,其中最突出的就是如何降低氮氧化物(NOx)和微粒(PM)的排放,尾气排放对环境的污染问题日益突出,严重威胁着人们的生存环境。

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