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高效清洁燃烧

摘要

因来源广泛，价格低廉，燃烧排放物污染小且具备碳中和属性等优点，甲醇作为内燃机的替代燃料受到了广泛的关注。同时，相对趋于成熟的柴油喷雾理论对于甲醇高压燃料喷射理论分析有着重要的参考意义。基于甲醇高压喷雾光学测试实验，运用柴油喷雾贯穿距、喷雾锥角、喷雾投影面积和喷雾体积的预测经验公式，计算出高压甲醇喷雾的相关参数，并与实验测得甲醇非蒸发喷雾特性数据对比，进而确定适用于甲醇高压喷雾特性的预测经验公式。在此基础上，结合Inagaki的喷雾特性相似理论，在不同相似比（小型发动机和大型发动机的缸径之比,其值与喷孔直径之比相同）条件下开展了柴油喷雾相似理论在甲醇高压喷雾分析中的应用适应性评估。结果表明，不同喷孔直径、不同喷射压力条件下，Wakuri经验公式对于甲醇喷雾贯穿距的预测精度最高（平均相对误差为4.31%），Inagaki经验公式对于甲醇喷雾锥角的预测精度最高（平均相对误差为2.63%），通过修正经验公式中的常数可实现甲醇高压喷雾投影面积和喷雾体积的准确预测，误差可分别减小到1.73%和3.55%。相似理论方面，在符合相似条件的边界条件下，对于喷孔直径为0.12mm和0.15mm的甲醇高压喷雾，柴油喷雾相似理论对甲醇高压喷雾贯穿距和喷雾锥角的相似性分析具有较好的适应性。然而，在符合相似条件的边界条件下，喷孔直径为0.12mm和0.18mm时，因为相似比较小，缩放后的甲醇高压喷雾相关参数差异增大，相似理论不再适用。上述结果可为不同缸径、不同功率段的缸内直喷甲醇发动机的开发提供理论依据。

关键词

甲醇高压喷雾;喷雾相似理论;经验公式;甲醇发动机

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