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丁醇-柴油混合燃料的喷雾模拟研究丁醇/柴油混合燃料的喷雾模拟研究

摘要：

丁醇/柴油混合燃料作为一种可能的替代柴油燃料的选项，受到了越来越多的关注。本文通过数值模拟方法对丁醇/柴油混合燃料的喷雾过程进行了研究。通过改变喷雾室内柴油喷嘴的参数和不同混合比的丁醇/柴油的配比，研究了喷雾特性以及喷雾模式的变化。

1.引言

随着环境保护意识的提高和对可再生能源需求的增加，寻找替代传统柴油燃料的新型燃料成为了研究的热点。丁醇/柴油混合燃料由于其良好的可燃性能和较低的排放物排放特性而受到广泛关注。为了深入了解丁醇/柴油混合燃料的喷雾特性，数值模拟方法被应用于研究。

2.数值模拟方法

本研究采用了计算流体力学（CFD）方法对丁醇/柴油混合燃料喷雾过程进行了模拟。数值模拟计算在OpenFOAM平台中进行，喷雾室和柴油喷嘴的几何形状根据实际设计进行建模。在数值模拟中，使用了k-ε湍流模型来描述喷雾过程中的湍流运动，并采用VoF（VolumeofFluid）方法来跟踪并计算液相和气相的界面。

3.参数设计与结果分析

为了研究丁醇/柴油混合燃料的喷雾模式变化，我们改变了喷雾室内柴油喷嘴的几何参数，包括喷嘴直径和喷孔数目。此外，我们还设计了不同混合比的丁醇/柴油配比来探究配比对喷雾性能的影响。

3.1喷嘴几何参数变化对喷雾模式的影响

通过改变柴油喷嘴的直径和喷孔数目，我们在数值模拟中研究了喷雾模式的变化。结果显示，随着喷嘴直径的增大，喷雾锥角增大，雾化效果更好，但是喷雾锥角过大会导致过度雾化和气溶胶形成增加。喷孔数目的增加会使得喷雾锥角减小，喷雾分布更均匀，但是喷孔数目过多会使得喷雾分布不均匀。

3.2混合比对喷雾性能的影响

我们将丁醇与柴油按不同比例混合，研究了混合比对喷雾性能的影响。结果显示，随着丁醇含量的增加，喷雾锥角增大，喷雾分布更均匀，但是丁醇含量过高会导致喷雾锥角过大，过度雾化和气溶胶形成增加。

4.结论

通过数值模拟研究丁醇/柴油混合燃料的喷雾过程，我们可以得到以下结论：

1)喷嘴的几何参数对喷雾模式具有显著影响，喷嘴直径的增大和喷孔数目的增加均可以改善喷雾锥角和喷雾分布。

2)混合比对喷雾性能也有影响，适当的丁醇含量可以改善喷雾锥角和喷雾分布。

这些研究结果对于优化丁醇/柴油混合燃料喷雾系统的设计和应用具有一定指导意义，有助于提高燃料的利用效率和减少环境污染。然而，本研究仅通过数值模拟方法进行了研究，实际系统中的实验验证仍然需要进行，以进一步验证研究结果的准确性和可行性本研究通过数值模拟研究了丁醇/柴油混合燃料的喷雾过程，得出以下结论：喷嘴几何参数和混合比对喷雾性能具有显著影响。喷嘴直径增大和喷孔数目增加可以改善喷雾锥角和喷雾分布，而丁醇含量的增加也可以改善喷雾锥角和喷雾分布。这些研究结果对优化丁醇/柴油混合燃料喷雾系统的设计和应用

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