文氏管對(duì)旋流流場(chǎng)影響的數(shù)值研究
　　對(duì)于先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，貧油直接噴射（LDI）正是一種比較新型的低污染燃燒技術(shù),。它是利用多點(diǎn)噴射將燃油直接噴入燃燒室內(nèi),，與空氣快速混合形成均勻貧油混氣，能有效避免局部高溫區(qū),，降低燃?xì)鉁囟?，因而能抑制NOx的排放。對(duì)于LDI燃燒室設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),，最關(guān)鍵的技術(shù)是對(duì)單元旋流器的設(shè)計(jì),，其中旋流器/文氏管結(jié)構(gòu)就是一種較為成功的設(shè)計(jì)方案。
　　目前關(guān)于單元旋流器/文氏管結(jié)構(gòu)的研究,，大都集中在對(duì)旋流器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面,。對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，旋流葉片角度和火焰筒-域大小對(duì)回流區(qū)形狀和速度場(chǎng)分布有很大影響,，并利用LDV（LaserDopplerVelocimetry）測(cè)量的方法對(duì)9單元LDI燃燒室流場(chǎng)特性進(jìn)行了測(cè)試研究,。發(fā)現(xiàn)較大的旋流角度將有助于燃油和空氣的混合，旋流的存在使氣,、液兩相間動(dòng)量交換增強(qiáng),。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)減小雙旋流杯一級(jí)旋流切向動(dòng)量矩會(huì)使旋流杯下游流場(chǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，使油霧的索太爾平均直徑（SMD）減小,。對(duì)多點(diǎn)噴射旋流器/文氏管結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬,，采用k-ε湍流模型（RKE）較好地捕捉到了回流區(qū)結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)當(dāng)旋流數(shù)由0.82提高到1.24,，回流區(qū)最大負(fù)速度和長(zhǎng)度將分別增加52%和34%,。
　　雖然關(guān)于文氏管口底上的文氏管方面也有大量研究，研究了文氏管擴(kuò)張角和喉部長(zhǎng)度對(duì)噴霧結(jié)構(gòu)的影響,，并指出流場(chǎng)壓力損失和液滴尺寸分布主要由文氏管喉部速度決定,。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)旋流杯文氏管結(jié)構(gòu)的變化對(duì)燃燒室的頭部流場(chǎng)、噴霧分布和粒徑有很大的影響,，進(jìn)而導(dǎo)致點(diǎn)火性能差異,。研究四種不同長(zhǎng)度的文氏管結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)文氏管的存在對(duì)燃油的霧化有較大改善作用,。對(duì)帶文氏管的旋流杯燃燒室進(jìn)行了試驗(yàn),，結(jié)果發(fā)現(xiàn)旋流杯出口液滴尺寸分布均勻性得到較大改善。發(fā)現(xiàn)旋流杯文氏管出口擴(kuò)張角的變化會(huì)引起霧化流場(chǎng)湍動(dòng)能和液滴尺寸分布不同的變化。但這些大部分研究主要著重在文氏管對(duì)燃油霧化影響方面,，而對(duì)于文氏管的應(yīng)用設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),，不僅要從霧化和積碳方面考慮，而且要從回流區(qū)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)方面綜合考慮,，以便對(duì)文氏管幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),，再者由于高速旋轉(zhuǎn)射流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)本身的復(fù)雜性，以至于對(duì)旋流機(jī)理的理解還不夠透徹,，進(jìn)而對(duì)單元旋流器/文氏管結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)并不容易,。
　　本文從單元旋流器/文氏管設(shè)計(jì)的角度考慮，對(duì)雙級(jí)旋流杯的文氏管部件進(jìn)行改進(jìn),，對(duì)比分析四種不同的單元旋流器結(jié)構(gòu)特性,，主要探究文氏管對(duì)燃燒室流場(chǎng)特性的不同影響。從回流區(qū)形狀,，面積大小,，速度場(chǎng)分布和渦旋結(jié)構(gòu)等方面挖掘文氏管的一些流動(dòng)特性。這些研究一方面可以加深對(duì)旋流流動(dòng)特性的理解,，另一方面將文氏管設(shè)計(jì)作為L(zhǎng)DI燃燒室優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)衡量因素,，通過(guò)對(duì)文氏管的優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到改善燃燒室性能的目的。
　　本文對(duì)比分析了四種不同的單元旋流器/文氏管結(jié)構(gòu)的冷態(tài)流場(chǎng)特性,，并探討了內(nèi)文氏管和外套筒擴(kuò)張角度變化對(duì)燃燒室流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響,，得出了如下結(jié)論：
　　（1）文氏管不僅對(duì)旋轉(zhuǎn)射流起到過(guò)渡作用,，使速度場(chǎng)周向分布均勻,，而且使流場(chǎng)局部湍動(dòng)能增大，有利于改善單元旋流器流場(chǎng)性能,，但由于文氏管結(jié)構(gòu)的差異會(huì)造成流場(chǎng)旋流強(qiáng)度的不同,，導(dǎo)致回流區(qū)尺寸的變化。
　?。?）文氏管+套筒組合的單元旋流器相比-三種旋流器,，能提供較強(qiáng)的旋流流場(chǎng)，對(duì)燃燒室進(jìn)口壓力調(diào)節(jié)范圍也較大,，一定范圍內(nèi)能保證流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,，具有較好的性能優(yōu)勢(shì)。
　?。?）對(duì)于文氏管+套筒組合的旋流器,，外套筒擴(kuò)張角的增大能促進(jìn)火焰筒內(nèi)回流區(qū)的徑向擴(kuò)張，使回流區(qū)寬度增大,；但對(duì)回流區(qū)長(zhǎng)度和回流速度影響很小,。
　?。?）存在一個(gè)臨界的內(nèi)文氏管擴(kuò)張角57°使回流區(qū)出現(xiàn)分離，其中前回流區(qū)旋流較強(qiáng),，可以起穩(wěn)定火焰作用，而強(qiáng)度較弱的后回流區(qū)有利于主流摻混,，對(duì)LDI燃燒室的分階段燃燒有重要的發(fā)展?jié)摿Α?br /> 　　泊頭市瑞江環(huán)保設(shè)備有限公司（http://www.rjccpj.com/）主營(yíng)產(chǎn)品除塵器布袋,，除塵布袋，除塵器骨架,，除塵骨架,，除塵骨架口底等產(chǎn)品，這些都是除塵配件的一種,，我公司是專業(yè)生產(chǎn)除塵配件的廠家,，歡迎前來(lái)訂購(gòu)！