喷油 A 己烷二元燃料滴落在受热固体表面的动力学数值研究
流体动力学
2025-09-17 v1
摘要
本文数值研究了喷油 A-己烷二元燃料滴落动力学及其在受热钢板表面的作用。该研究对于燃油喷射系统和发动机部件的热管理具有重要实际意义。采用体积分散(VOF)方法分析了 n-己烷和喷油 A 混合燃料滴落的动力学、扩散行为、蒸发及热传递。分别考察了 Weber 数为 25 和 50，表面温度从 50℃ 到 227℃ 的条件下，捕捉到从轻微扩散到核沸腾及反弹现象的转变。本文考察了燃料混合对惯性、薄膜形成、蒸汽反作用力和膜沸腾过程的影响。结果表明，混合燃料的惯性更大，有助于增强扩散，但在高温下会引发更强的蒸汽反作用力，导致滴落反弹。相比之下，纯己烷在高表面温度下可过渡到稳定的膜沸腾状态，导致热流分布变得更平滑。我们建立了 Weber 数、扩散比和壁面热流之间的新型经验关联式，为实际燃烧场景提供了预测性意义。这些发现不仅深化了对二元燃料在受热表面的滴落动力学的理解，还为在燃烧器中设计高效喷雾系统以及在推进和发电领域的热管理提供了设计框架。
引用
@article{arxiv.2509.13225,
title = {Numerical Investigations of Jet A Hexane Binary Fuel Droplet Impact on a Heated Solid Surface},
author = {Arghya Paul and Kanak Raj and Pratim Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.13225},
year = {2025}
}