[发明专利]一种船用柴油机重油喷雾贯穿距计算方法

说明书

本发明属于改善重油雾化程度技术领域，具体涉及一种船用柴油机重油喷雾贯穿距计算方法。本发明了考虑粘性对喷雾贯穿距影响，其包括如下几部分：喷油规律输入，环境条件输入；喷雾控制体长度与个数设定；根据燃油粘性求解与速度、浓度分布相关的常数β；根据输入条件计算出贯穿距，平均当量比，平均卷吸率随时间变化的规律，以及混合气速度、卷吸率和当量比，动量随时间和位置变化的规律。本发明考虑了重油粘性因素，将粘性引入现象学喷雾模型，能够分析重油喷雾过程的雾化程度，并可以为优化重油的雾化提供策略，使重油的喷雾贯穿距结果计算更加准确，且方法简单，计算时间短，适用于船用柴油机中油喷雾贯穿距的计算，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于改善重油雾化程度技术领域，具体涉及一种船用柴油机重油喷雾贯穿距计算方法。

背景技术

船用低速二冲程发动机是远洋货轮的主要动力，随着排放法规的日益严格，高效低污染的燃烧方式的开发备受关注。重油喷雾的雾化程度对内燃机的动力性、经济性和排放性具有很的影响，对滞燃期、着火、燃烧、火焰传播、排放物生成有很大影响，应用软件计算缸内的喷雾雾化特性是改善重油喷雾雾化的必要手段。

目前研究重油喷雾过程的方法为CFD，由于重油物性尚不明确，仿真过程常用替代燃料，得到的喷雾微观特性无法证实其正确性，并且计算时间长。

现象学计算方法是一种广泛应用的计算方法，目前存在计算喷雾贯穿距的现象学模型，能够较准确的预测柴油喷雾贯穿距，但是该模型不适用于计算重油喷雾贯穿距。因为重油具有较大的粘性，粘性对喷雾过程具有较大的影响，而目前存在的计算贯穿距的现象学模型忽略了粘性对喷雾过程的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种船用柴油机重油喷雾贯穿距计算方法，其能够反映重油喷雾贯穿距随时间的发展过程和喷雾的雾化程度。

一种船用柴油机重油喷雾贯穿距计算方法，具体包括如下步骤：

步骤1、输入相关参数，程序计算出喷孔处的燃油喷射速度和环境空气密度；

步骤2、设定喷雾控制体的轴向长度和个数，用于计算整个重油喷雾的发展过程；

步骤3、建立粘度与喷雾角度的函数，建立喷雾角度和施密特数的函数，建立施密特数与β的函数，根据重油和柴油的粘性比，计算出重油喷雾角度，利用计算的喷雾角度计算出施密特数，根据施密特数计算得出与控制体内重油喷雾速度分布和浓度分布相关的系数，将粘性因素β引入喷雾模型中；

步骤4、根据输入条件计算出贯穿距，平均当量比，平均卷吸率随时间变化的规律，以及混合气速度、卷吸率和当量比，动量随时间和位置变化的规律。

所述一种船用柴油机重油喷雾贯穿距计算方法，步骤1中所述参数包括重油喷油质量，喷油持续期，喷油规律，环境温度，环境压力，喷孔直径。

所述一种船用柴油机重油喷雾贯穿距计算方法，步骤3所述粘度与喷雾角度的函数表达式为一次函数形式，相同喷射条件下，粘度越大喷雾角度越小；喷雾角度与施密特数的函数表达式为一个常量乘以一个三角函数的形式，满足喷雾角度越小，施密特数越小，施密特数的变化范围为0到1；建立了施密特数与β的函数表达式为两个常量乘以一个积分函数的形式，满足施密特数越小，β越小，β的变化范围为1到2。

本发明的有益效果在于：

本发明考虑了重油粘性因素，将粘性引入现象学喷雾模型，能够分析重油喷雾过程的雾化程度，并可以为优化重油的雾化提供策略，使重油的喷雾贯穿距结果计算更加准确，且方法简单，计算时间短，适用于船用柴油机中油喷雾贯穿距的计算。

附图说明

图1为本发明计算方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。