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摘要：近年来,由于发动机强化技术的不断提升,发动机缸内压力增大走势显著,达到甚至超过DME的临界压力(5.37MPa),由此DME燃料在发动机缸内往往处于超临界蒸发状态。目前超临界蒸发论述是蒸发的探讨重点之一,由于中低压条件下的部分检测设在高压环境下并不成立,由此需要根据液滴在超临界条件下的特性建立新的数学模型。通过比较当前利用较多的立方型状态方程的模拟结果,选定SRK方程为计算基本方程。探讨了Raoult法则与相平衡准则的适用环境。考虑缸内压力的实际情况,本论文选用相平衡准则来计算气液界面处的燃料质量分数。近年来兴起的GE-EOS策略通过把用于液相的活度系数法引入到状态方程(EOS)的表达式中,使得状态方程法和活度系数法相结合。这种策略能用于更大的温度和压力范围,更多系统的相平衡计算,并且具有更好的计算精度。计算结果表明,在高压环境下,难溶惰性气体的溶解性显著增强。Raoult法则已不能准确反应流体特性,必须以相平衡准则代替。介绍了超临界流体(SCF)论述以及判别依据,根据流体物性参数在临界区域的特异性变化,利用相关论述对SCF的扩散系数、偏摩尔相变热、定压比热、导热系数等进行高压修正,建立了一整套物性计算的参考策略。并且根据实验结果与模拟结果的比较,结合相关论述浅析了计算结果的准确性。基于界面移动的组分守恒方程,建立了DME在超临界状态下蒸发的数学模型,并进行了Fortran语言编程求解。根据辐射换热论述加入辐射换热项,以及考虑Soret效应和Dufour效应对液滴蒸发的影响,同时,根据喷雾论述在临界点处加入二次破碎项。根据模拟结果详细浅析了初始温度、初始半径、相对速度、环境压力和温度等因素的不同对液滴温度与液滴寿命的影响,结果表明,辐射加热可以加速液滴蒸发速率,在高温高压环境下Soret效应和Dufour效应对液滴蒸发的影响不能忽略,二次破碎对蒸发影响显著。关键词：蒸发论文辐射换热论文二次破碎论文超临界论文液滴论文
摘要4-5
Abstract5-9
第1章 绪论9-16
1.1 新型代用燃料DME的探讨9-10
1.2 高压下的液滴蒸发探讨综述10-14
1.2.1 常温常压下的简单模型的不足10
1.2.2 高压下液滴蒸发探讨10-14
1.2.3 国内液滴蒸发探讨14
1.3 不足的提出14-16
第2章 G~E-EOS法计算高压相平衡16-33
2.1 相平衡的判断依据16-17
2.2 相律17
2.3 相平衡计算策略17-24
2.3.1 状态方程法18-21
2.3.2 活度系数法21-24
2.4 G~E-EOS法24-29
2.4.1 基团贡献法24-25
2.4.2 UNAFIC模型25-27
2.4.3 G~E-EOS法的推导27-29
2.5 模拟结果与浅析29-32
2.6 本章小结32-33
第3章 超临界流体论述及物性修正33-49
3.1 超临界流体论述33-34
3.2 扩散系数34-37
3.3 导热率37-39
3.3.1 液体导热系数37-38
3.3.2 气体导热率38-39
3.4 表面张力39-41
3.5 定压比热容41-45
3.5.1 气体定压比热容41-43
3.5.2 液体定压比热容43-45
3.6 偏摩尔相变焓45-46
3.7 气体黏度46-47
3.8 小结47-49
第4章 二甲醚超临界蒸发模型的建立与计算结果浅析49-63
4.1 二甲醚超临界蒸发模型的建立49-56
4.1.1 基本数学模型49-51
4.1.2 辐射换热模型51-53
4.1.3 Soret效应与Dufour效应模型53-54
4.1.4 二次破碎模型54-56
4.2 计算结果与讨论56-61
4.3 小结61-63
第5章 工作总结与展望63-65
5.1 工作总结63-64
5.2 工作展望64-65