Исследование влияния дисперсности капель на процессы распыла жидкого топлива с учетом образования крупномасштабных структур

Аннотация

Данная статья посвящена исследованию проблемы численного моделирования распыла, воспламенения и горения жидкого топлива при различных значениях начального радиуса капель, которая является наиболее важной с точки зрения современной физики горения. Необходимость достоверного изучения физико-химических процессов, происходящих при сжигании жидких топлив, определяется предельно высокими требованиями к эффективности различных технических устройств, точности прогнозирования воспламенения, скорости горения и обусловлена современными экологическими требованиями по охране окружающей среды. Эффективность различных технических устройств, в частности двигателей внутреннего сгорания, в значительной степени базируется на результатах фундаментального исследования физики и химической кинетики процессов горения. Целью работы является исследование процессов распыла, воспламенения и горения жидкого топлива при различных значениях начального радиуса капель с учетом турбулентности и химических реакций посредством методов математического моделирования и определение оптимальных параметров горения жидкого топлива. Компьютерное моделирование распыла и горения впрыска жидкого топлива выполнялось с использованием дифференциальных уравнений, описывающих турбулентный поток при наличии химических реакций.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что фундаментальные результаты, полученные в этой работе, могут быть применены в построении теории горения для достижения более глубокого понимания сложных физических и химических явлений, происходящих в камерах сгорания. Практическая значимость вычислительных экспериментов заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы при проектировании различных технических устройств, использующих сжигание, которые одновременно решали бы задачу оптимизации процесса, повышения эффективности сжигания топлива и минимизации выбросов вредных веществ.