【作者】

李世琰; 李铁; 王宁; 周昕毅; 陈润; 依平

【单位】

上海交通大学

【摘要】

世界航运业产生的温室气体排放量是航空业的2倍，开发低碳甚至零碳燃料驱动的双燃料发动机成为碳中和大背景下助力减排的关键技术。氨燃料具有沸点低易液化、辛烷值高抗爆震等优点，但同样具有自着火温度高和燃烧速度慢等缺点。采用高压液氨喷射时，缸内燃烧过程不仅取决于化学燃烧速度，还与喷雾的雾化、蒸发及掺混等物理过程息息相关。相比传统化石燃料，液氨沸点较低，更容易在喷嘴内部达到过热状态。随后由于热力学不稳定，过热流体内部产生气泡并逐渐膨胀，进而形成两相流，最后在喷嘴出口处发生微爆而加速喷雾的雾化和蒸发过程。然而，液氨还具有较高的汽化潜热和较低的粘度，这会直接影响两相流的形成及后续喷雾的特性。为此，本研究利用自主设计的高压液氨喷射装置实现30MPa下液氨喷射，配合温控系统覆盖 0℃到99℃的过热温度变化范围。同时，基于高速成像技术研究了过热液氨射流近喷孔区域的显微特性及宏观的喷雾特性。结果表明，在高过热度下，超过3.5%的液氨在喷孔内部形成气相并在喷孔出口处迅速释放，并伴随喷雾形态及贯穿速度的显著变化。相关研究为液氨喷雾的应用及仿真提供了宝贵的可视化数据。

【关键词】

氨燃料;过热射流;闪急沸腾;碳中和燃料;光学诊断

【论文编号】

090

【论文集名称】

混合动力技术

【会议名称】

内燃动力碳中和与排放控制学术年会

【会议时间】

2022-7-10至2022-7-12

【会议地点】

长沙

【下载次数】

28

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