Экспериментальное исследование влияния температуры на распространение жидких струй углеводородов


DOI: 10.34759/tpt-2021-13-9-388-400

Авторы

Вайсс Т. С.1*, Гаряев А. Б.1, Вайсс Л. 2

1. Национальный исследовательский университет «МЭИ», Красноказарменная ул., 14, Москва, 111250, Россия
2. Университет Фридриха-Александра, Эрланген-Нюрнберг

*e-mail: ZuevaTS-1993@yandex.ru

Аннотация

Представлены результаты экспериментального исследования влияния подогрева струй изооктана и этанола на их распространение. Эксперимент проводился без сносящего потока и в сносящем потоке воздуха со скоростью 5—50 м/с. Для получения визуальной картины распространения струй использовались прямой теневой метод и Шлирен-метод. Подогрев струй составлял 25—98°С, давление впрыска — 100, 170 бар. Исследовано влияние температуры на угол раствора, дальнобойность, количество паровой фазы, траекторию отклонения струи в сносящем воздушном потоке. Выявлено, что наиболее вероятным механизмом влияния температуры жидкости на распространение струи является изменение скорости испарения капель.

Ключевые слова:

струя жидкости, углеводороды, сносящий поток, влияние температуры на характеристики струи, прямой теневой метод, Шлирен-метод

Библиографический список

  1. IEA (2020), Tracking Transport 2020, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/tracking-transport-2020
  2. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: ЭКОЛИТ, 1960. 720 с.
  3. Miguel R. Panao, Antonio L.N. Moreira. Visualization and Analysis of Spray Impingement Under Cross-Flow Conditions // SAE Technical Paper. 2002-01-2664
  4. Si Z., Ashida Y., Shimasaki N., Nishida K., Ogata Y. Effect of cross-flow on spray structure, droplet diameter and velocity of impinging spray // Fuel. 2018. V. 234. P. 592‒603.
  5. Si Z., Shimasaki N., Nishida K., Ogata Y., Guo M., Tang C., Huang Z. Experimental study on impingement spray and near-field spray characteristics under high-pressure cross-flow conditions // Fuel. 2018. V. 218. P. 12‒22.
  6. Welss R., Bornschlegel S., Wensing M. Characterizing Spray Propagation of GDI Injectors under Crossflow Conditions // SAE Technical Paper. 2018-01-1696.
  7. Guo M., Shimasaki N., Nishida K., Ogata Y., Wada Y. Experimental study on fuel spray characteristics under atmospheric and pressurized cross-flow conditions // Fuel. 2016. V. 184. P. 846‒855.
  8. Guo M., Nishida K., Ogata Y., Wu C., Fan Q. Experimental study on fuel spray characteristics under atmospheric and pressurized cross-flow conditions, second report: Spray distortion, spray area, and spray volume // Fuel 2017. V. 206. P. 401‒408.
  9. Долгушина О.В., Платонов Н.И., Белоусов В.С., Долгушин Д.М. Динамика капель диспергированной струи в поперечном потоке газа // Вестник Челябинского государственного университета. 2012. № 30 (284). C. 26–31.
  10. Срезневский Б.И. Об испарении жидкостей // ЖЗФЧО. 1982. Т. 14. Вып. 8. С. 420–442.
  11. Терехов В.И., Пахомов М.А. Тепломассоперенос и гидродинамика в газокапельных потоках. Новосибирск: НГТУ, 2008. 284 с.
  12. Волков Р.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Экспериментальная оценка влияния процесса испарения капель воды на условия их перемещения во встречном потоке высокотемпературных газов // Теплофизика высоких температур. 2016. Т. 54. № 4. С. 584–589.
  13. Антонов Д.В., Волков Р.С., Жданова А.О., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Влияние температуры газов на характеристики деформации движущихся капель воды // Инженерно-физический журнал. 2015. Т. 88. № 4. С. 773–781.
  14. Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Испарение одиночных капель и потока распыленной жидкости при движении через высокотемпературные продукты сгорания // Теплофизика высоких температур. 2014. Т. 52. № 4. С. 597–604.
  15. Lui Y., Pei Y., Peng Z., Qin J., Zhang Y., Ren Y., Zhang M. Spray development and droplet characteristics of high temperature single-hole gasoline spray // Fuel. 2017. V. 191. P. 97‒105.
  16. Settles G.S. Schlieren and Shadowgraph Techniques: Visualizing Phenomena in Transparent Media. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2001, chapter 6. P. 143‒163.
  17. Васильев Л.А. Теневые методы. М.: Наука, 1968. 400 с.
  18. Zueva T.S., Weiss L., Wensing M., Garyaev A.B. Experimental investigation of spray propagation under crossflow conditions with Shadowgraph and Schlieren techniques // Journal of Physics: Conference Series 2020. V. 1683.
  19. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 304 с.
  20. Mamaikin D., Knorsch T., Rogler P. et al. Experimental investigation of flow field and string cavitation inside a transparent real-size GDI nozzle // Experiments in Fluids. 2020. 61(7). 154.
  21. Bornschledel S., Conrad C., Durst A., Wang J., Wensing M. Multi-hole gasoline direct injection: In-nozzle flow and primary breakeup investigated in transparent nozzles and with X-ray // International Journal of Engine Research. 2017. V. 19. Iss. 1. P. 67‒77.
  22. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат 1975, 323 с.
  23. Лабунцов Д.А., Ягов В.В. Механика двухфазных систем. М.: Издательский дом МЭИ, 2016. 384 с.
  24. Волков А.В. Расчет испарения и динамики движущихся капель топлива // Международный научный журнал молодых ученых. 2018. № 51 (237).


mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024