【摘 要】
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为了应对航空业节能减排问题,生物液体燃料的研究已成为能动与环境领域的热点。燃料乙醇具有产量大、粘度低的特点,其与航空煤油的混合应用具有一定的发展潜力。本文数值模拟了航空煤油/乙醇混合燃油在离心式喷嘴中的雾化特性,并对混合燃油燃烧后污染物排放进行了研究。首先,分析了混合燃油中乙醇浓度对离心式喷嘴内雾化特性的影响。以航空煤油为工质,研究了不同压降对喷嘴内雾化特性的影响。结果表明,当压降从0.01MPa
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为了应对航空业节能减排问题,生物液体燃料的研究已成为能动与环境领域的热点。燃料乙醇具有产量大、粘度低的特点,其与航空煤油的混合应用具有一定的发展潜力。本文数值模拟了航空煤油/乙醇混合燃油在离心式喷嘴中的雾化特性,并对混合燃油燃烧后污染物排放进行了研究。首先,分析了混合燃油中乙醇浓度对离心式喷嘴内雾化特性的影响。以航空煤油为工质,研究了不同压降对喷嘴内雾化特性的影响。结果表明,当压降从0.01MPa增加到0.64MPa时,喷嘴出口处液膜厚度减小了 24.7%,雾化锥角增加了 14.5%,流量系数减小了 2.2%。接着分析了四种乙醇浓度（乙醇体积分数分别为0、10%、20%和30%）对喷嘴内雾化特性的影响。结果表明当混合燃油乙醇含量从0增加到30%时,喷嘴的流量系数和出口处的液膜厚度平均减小了 0.88%和2.44%,而雾化锥角平均增加了 1.13%;随压降增加,乙醇浓度对喷嘴雾化特性的影响变弱。最后拟合了喷嘴雾化锥角与雾化初始条件的关联式。其次,分析了不同结构参数喷嘴的雾化特性。以10%乙醇含量的混合燃油为工质,研究了八种喷嘴结构的雾化特性,通过无量纲影响因子分析了各个参数的影响程度。结果发现,喷嘴几何特性参数对喷嘴雾化锥角的影响程度最大,收缩段收缩角对喷嘴出口处液膜厚度影响最大。最后,分析了乙醇浓度对航空煤油/乙醇混合燃油燃烧后污染物排放的影响。结果发现,当乙醇含量从0增加到30%时,燃烧室的平均温度下降了 10.6%,而CO和NO的体积生成总量分别下降了 27.6%和49.9%。
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