【摘 要】
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柴油喷雾撞壁是复杂的强湍流燃烧与传热过程,对柴油机的热效率和排放影响深远。基于高温高压定容燃烧弹台架和OpenFOAM仿真计算平台,系统研究了不同壁面温度,尤其是高壁温（800K）下,喷雾撞壁着火和燃烧以及壁面传热规律。首先,建立了柴油喷雾撞壁燃烧与传热特性研究的可视化试验平台,创建了拉格朗日-共轭传热求解器,建立并标定了柴油喷雾撞壁燃烧数值仿真模型。其次,基于600nm广域低通化学发光法试验,研
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柴油喷雾撞壁是复杂的强湍流燃烧与传热过程,对柴油机的热效率和排放影响深远。基于高温高压定容燃烧弹台架和OpenFOAM仿真计算平台,系统研究了不同壁面温度,尤其是高壁温（800K）下,喷雾撞壁着火和燃烧以及壁面传热规律。首先,建立了柴油喷雾撞壁燃烧与传热特性研究的可视化试验平台,创建了拉格朗日-共轭传热求解器,建立并标定了柴油喷雾撞壁燃烧数值仿真模型。其次,基于600nm广域低通化学发光法试验,研究了壁面温度对撞壁喷雾着火特性的影响。研究发现:高壁温时,喷雾撞壁条件下滞燃期均缩短,且湿壁程度越深,高低壁温间滞燃期差值越大,而在喷雾火焰撞壁（先着火后撞壁）条件下,壁面温度对滞燃期的影响较小。湿壁条件下,着火点与壁面的法向距离随壁面温度升高而减小,高壁温下喷雾倾向于在近壁面着火。再次,基于减光拍摄法试验和喷雾撞壁燃烧数值模拟计算,研究了壁面温度对喷雾撞壁燃烧火焰发展特性的影响。研究发现:壁面温度升高,综合火焰亮度（SINL）、火焰面积（FA）和瞬时碳烟总质量均增大,且湿壁程度越深,壁面温度对SINL和FA的影响越显著。高壁温时瞬时碳烟质量分数高、碳烟空间分布范围广。最后,进行了喷雾撞壁燃烧数值模拟计算,研究了壁面温度对喷雾撞壁燃烧壁面传热特性的影响。结果表明:湿壁条件下存在壁面与液相喷雾瞬态传热区。且高壁温时壁面与液相喷雾瞬态热流密度大、热流量高,油膜蒸发快。高壁温时,火焰与壁面间瞬态热流密度小、热流量低,火焰发展速度快。
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