基于最大熵原理的喷雾液滴尺寸和速度联合分布函数

摘要

应用最大熵原理和动量守恒定律，从理论上建立了喷雾液滴尺寸和速度联合分布函数。应用该方程编制数值计算程序，对纯柴油与质量掺混比为30％(L30)的柴油/液化石油气(LPG)混合燃料的喷雾液滴尺寸和速度联合分布进行了数值计算，比较两种燃料的雾化特性。结果表明：由于L30闪急沸腾效应的影响，其液滴尺寸分布曲线的峰值明显高于柴油的分布曲线峰值，且峰值和曲线整体趋势都向小颗粒方向偏移。说明喷射L30产生的液滴颗粒比柴油颗粒小；L30的速度分布曲线的峰值较高，且位于小速度范围，说明L30的小速度液滴所占的比例更大。通过液滴尺寸和速度联合分布得到了D-U等高线图，结果表明：液滴颗粒越小，其速度分布范围就越广；液滴速度越小，其尺寸分布范围也越广。L30 液滴尺寸与速度联合分布的收敛速度较快，说明L30 喷雾所产生的小颗粒和小速度液滴更加密集，雾化质量更佳。