Дальнобойность и угол раствора

Дальнобойность и угол раствора струй два взаимосвязанных параметра – при увеличении угла раствора дальнобойность струй уменьшается. Оба параметра будут рассмотрены совместно. Дальнобойность и угол раствора струй определялась по фотографиям, полученным в результате эксперимента без сносящего потока в момент времени 1,1 мс (Рисунок 18-Рисунок 19). На фотографиях отчётливо видны паровые области.

Рисунок 18 - Струи этанола без сносящего потока при давлении впрыска 100 бар в момент времени 1,1·10^-3 с при температуре (а) 25°С, (б) 78°С (кипение), (в) 98°С (перегрев).

Установлено, что при увеличении подогрева струй их дальнобойность уменьшается для каждого углеводорода, а угол раствора растёт. Для этанола данный эффект незначительно выше, чем для изооктана (Рисунок 20). При 25°С дальнобойность струй изооктана на 4% выше дальнобойности этанола, при 98°С разница в дальнобойности отсутствует. Эффект уменьшения дальнобойности связан с увеличением количества пара в струе. Переход части жидкости в паровую фазу приводит к уменьшению массы и импульса капель в струе. Пар сильнее тормозится и рассеивается в неподвижной среде и быстрее сносится потоком воздуха. Наличие пара в

Рисунок 19 - Струи изооктана без сносящего потока при давлении впрыска 100 бар в момент времени 1,1·10^-3 с при температуре (а) 25°С, (б) 98°С (кипение).

струе наблюдается во всех режимах проведения эксперимента, в том числе при температуре 25°С. С увеличением температуры количество пара в струе увеличивается, и дальнобойность струи снижается.

На графике, изображённом на Рисунок 21, показана зависимость угла раствора струи, определённого по жидкой и по паровой фазе, от температуры подогрева топлива. Видно, что при увеличении подогрева угол раствора струй увеличивается. Кроме этого, угол раствора струи без подогрева (при температуре 25°С), определённый по паровой фазе, больше, чем угол раствора, определённый по жидкой фазе. Это говорит о том, что в струе без подогрева изначально присутствует паровая фаза.

Рисунок 20 - Зависимость дальнобойности струи от температуры при давлении 100 бар в момент времени 1,1·10^-3 1 – изооктан, 2 – этанол

Рисунок 21 - Зависимость угла раствора струи от температуры при давлении 100 бар в момент времени 1,1·10^-3, 1а – изооктан жидкость; 1б – изооктан пар; 2а – этанол жидкость; 2б – этанол пар

 

Рисунок 22 - Доверительные интервалы для дальнобойности струй 1 – изооктана и 2 – этанола

 Угол раствора струй как этанола, так и изооктана без подогрева составляет в среднем 12 градусов, что подтверждает вывод, сделанный в работе Г.Н.Абрамовича – угол раствора двухфазных струй существенно зависит от плотности и в среднем в два раза меньше угла раствора однофазных струй, который, в свою очередь, составляет в среднем 22° [10].

На зависимости дальнобойности струи от температуры (Рисунок 20) присутствуют экстремумы (Рисунок 22), однако они находятся в пределах погрешности эксперимента и вряд ли обусловлены какими-то физическими причинами.

Добавить графики с зависимость дальнобойности и угла раствора от давления впрыска.