Investigation of diesel spray characteristics in low-temperature and low-pressure conditions
Автор: Zhang R., Chen D.
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 5 т.10, 2024 года.
Бесплатный доступ
This study investigates the influence of altitude and injection pressure on diesel fuel spray characteristics, aiming to optimize diesel usage in high-altitude conditions. Experiments were conducted at three altitude levels (plains, 1670 m, and 2400 m) with corresponding atmospheric pressures and temperatures, alongside six injection pressures ranging from 50 MPa to 100 MPa. The investigation focused on key spray parameters: equivalence ratio, spray penetration velocity, turbulence kinetic energy, evaporation rate, spray penetration distance, and Sauter Mean Diameter (SMD). Findings indicate that increased injection pressure enhances spray penetration velocity, evaporation rate, and turbulence kinetic energy, while reducing SMD, irrespective of altitude. Conversely, higher altitudes were associated with increased spray penetration speed, larger SMD, decreased evaporation rate, increased turbulence, and a higher equivalence ratio. The study concludes that both altitude and injection pressure significantly impact diesel spray characteristics, providing essential theoretical support for the application and optimization of diesel fuels in varied altitude conditions.
Diesel fuel, high altitude, spray characteristics
Короткий адрес: https://sciup.org/14130466
IDR: 14130466 | УДК: 621.436.038 | DOI: 10.33619/2414-2948/102/48
Исследование характеристик распыления дизельного топлива в условиях низкой температуры и низкого давления
Рассматривается влияние высоты над уровнем моря и давления впрыска на характеристики распыления дизельного топлива с целью его оптимизации для использования в высокогорных условиях. Эксперименты были проведены на трех различных высотах: на равнине, на высоте 1670 м и 2400 м, при соответствующих изменениях атмосферного давления и температуры, а также при различных давлениях впрыска, варьирующихся от 50 до 100 МПа. Основное внимание в исследовании было уделено ключевым параметрам распыления, таким как коэффициент эквивалентности, скорость проникновения аэрозоля, кинетическая энергия турбулентности, скорость испарения, дальность проникновения распыления и средний диаметр Саутера (SMD). Анализ полученных результатов показывает, что повышение давления впрыска способствует увеличению скорости проникновения аэрозоля, скорости испарения и кинетической энергии турбулентности, при этом происходит уменьшение SMD, независимо от высоты над уровнем моря. В свою очередь, увеличение высоты приводит к росту скорости проникновения аэрозоля и SMD, снижению скорости испарения, усилению турбулентности и повышению коэффициента эквивалентности. Таким образом, исследование подтверждает значительное влияние высоты и давления впрыска на характеристики распыления дизельного топлива, что предоставляет важную теоретическую основу для его применения и оптимизации в условиях различной высоты над уровнем моря.
Список литературы Investigation of diesel spray characteristics in low-temperature and low-pressure conditions
- Xie, H., Song, L., Xie, Y., Pi, D., Shao, C., & Lin, Q. (2015). An experimental study on the macroscopic spray characteristics of biodiesel and diesel in a constant volume chamber. Energies, 8(6), 5952-5972. https://doi.org/10.3390/en8065952
- Geng, L., Wang, Y., Wang, Y., & Li, H. (2020). Effect of the injection pressure and orifice diameter on the spray characteristics of biodiesel. Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), 7(3), 331-339. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2018.12.004
- Lei, J., Yunshan, G., & Chao, H. (2009). Numerical simulation on spray characteristics of bio-diesel fuel. Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 30(5), 17-21.
- Wang, J., Wang, X., Jin, Z., & Wang, X. Effect of High Injection Pressure on Jatropha oil Fuel-air Mixing Characteristics. https://doi.org/10.18280/rces.030304
- Han, D., Zhai, J., Duan, Y., Ju, D., Lin, H., & Huang, Z. (2017). Macroscopic and microscopic spray characteristics of fatty acid esters on a common rail injection system. Fuel, 203, 370-379. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.04.098
- Chen, Y., Liu, S., Guo, X., Jia, C., Huang, X., Wang, Y., & Huang, H. (2021). Experimental Research on the Macroscopic and Microscopic Spray Characteristics of Diesel-PODE3-4 Blends. Energies, 14(17), 5559. https://doi.org/10.3390/en14175559
- Guo, S. (2019). An experimental study based on the correlation between structural parameters and injection characteristics of electronically controlled injectors for diesel engines. Master, Shixenze University, Shihezi, China.
- Zhao, K., Song, W., Wang, X., Xu, Z., & Shi, S. (2023). Study on the influence law of well location and water injection displacement on heat extraction performance of EGS. Energy Science & Engineering, 11(7), 2571-2584. https://doi.org/10.1002/ese3.1474
- Chen, Y. (2017). Experimental Study of Automotive Cyclone Exhaust Device Based on AVL Fire. Master, Guangxi University, China.
- Chen, F. (2008). Analog simulation study of concentration field in engine cylinder, Master, Jilin University, China.
- Kim, H. J., Park, S. H., Suh, H. K., & Lee, C. S. (2009). Atomization and evaporation characteristics of biodiesel and dimethyl ether compared to diesel fuel in a high-pressure injection system. Energy & Fuels, 23(3), 1734-1742. https://doi.org/10.1021/ef800811g
