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研究生:吳明安
研究生(外文):Ming-An Wu
論文名稱:火花點火引擎燃燒室內燃料液滴空間分佈之研究
論文名稱(外文):The Study of Spacial Distribution of Fuel Droplets in the Combustion Chamber of SI Engine
指導教授:吳進源
指導教授(外文):Chinn-Yuan Wu
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:液滴粒徑Mie散射SI引擎
外文關鍵詞:droplet diameterMie scatteringSI Engine
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進氣口汽油噴射式火花點火引擎,未汽化的燃料液滴進入燃燒室內,造成空氣-燃料蒸汽-燃料液滴混合物分佈不均而形成非均質的混合油氣(heterogeneous mixture),對於改善冷啟動性與提升稀薄燃燒有密切關係。若確實掌握燃燒室內燃料液滴粒徑變化及分佈進而瞭解燃料混合油氣的形成過程,有助於改善引擎性能。
本文首先以燃料液滴直徑測定為主,進行實驗確定燃燒室內燃料液滴之蒸發過程。燃料藉噴射方式供油,以光學系統利用Mie散射理論進行量測液滴粒徑,分析燃料液滴在燃燒室內不同位置之粒徑變化,並探討不同燃料在不同轉速及噴射壓力下之蒸發現象,以期能了解液滴蒸發及油氣形成的關係。
在模擬方面,利用單一液滴蒸發假設,在溫度和壓力不斷改變的汽缸內以近似穩態蒸發模式,在純物性推演及應用經驗蒸發係數的基礎下,模擬引擎燃燒室內燃料液滴在進氣及壓縮衝程的粒徑變化。
綜合上述實驗與模擬分析結果,確實掌握燃燒室內混合氣形成過程中液滴粒徑在不同轉速及燃料噴射壓力下,與曲軸角度的變化關係,可提供引擎設計之參考。
The fuel droplet diameter measurements by Mie scattering in the combustion chamber of a spark ignition engine may clarify the mixture formation process in the engine cylinder. Liquid fuel was injected intermittently into the air flow through an intake port. The theoretical and empirical simulations of fuel n-Heptane estimated the fuel droplet diameter during intake and compression processes.
The dependence of a fuel droplet diameter on the engine speeds and the injection pressures was weak. It was also evident that the variation of the droplet diameter with crank angle during intake and compression strokes was very slight. Therefore, the measurements of fuel droplets in combustion chamber by Mie light scattering and empirical simulation during intake and compression process are available for improving engine efficiency and decreasing the exhaust pollutants emission.
摘要
英文摘要
目錄
圖目錄
表目錄
符號說明
第一章、前言
1.1研究動機
1.2文獻回顧
1.3研究方向
第二章、液滴粒徑量測理論
2.1光散射理論的發展
2.2光散射理論
2.3光散射強度與粒徑參數之關係
2.4Mie散射理論的近似解
第三章、液滴粒徑量測
3.1實驗設備
3.2燃料供給系統
3.3光學量測系統與校正
3.4訊號紀錄系統
3.5實驗步驟
3.5.1光學系統校正
3.5.2實驗前準備
3.5.3實驗進行
3.6平均液滴粒徑(Sauter Mean Diameter)
第四章、燃料液滴蒸發之模擬
4.1數值計算式
4.2物性常數之推演
4.3利用經驗液滴蒸發係數模擬
第五章、結果與討論
5.1引擎轉速對燃料液滴蒸發過程的影響
5.2燃料噴射壓力對液滴蒸發過程的影響
5.3進氣及壓縮衝程下,燃料整體平均液滴粒徑與引擎轉速關係
5.4進氣及壓縮衝程下,燃料整體平均液滴粒徑與燃料噴射壓力關係
5.5燃燒室內不同測試位置的影響
第六章、結論
參考文獻
附錄一、液滴校正曲線圖
附錄二、物性推導之數值運算流程圖
附錄三、經驗液滴蒸發係數之數值運算流程圖
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