[发明专利]用于车辆超细颗粒物稀释的喷射式稀释器的设计方法

权利要求书

1.用于车辆超细颗粒物稀释的喷射式稀释器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、选择影响稀释器稀释比的相关因素；所述相关因素包括：稀释空气参数、汽车排气参数和稀释器结构参数；

S20、根据喷射稀释原理，利用连续性方程和伯努利总流方程推导，在所述相关因素中确定出所述喷射式稀释器的排气端与空气端的设计因素；

S30、构建稀释器的仿真模型，根据所述设计因素，采用CFD仿真软件、对应的仿真条件和仿真方案，对稀释器内部流场进行仿真获得仿真结论；

S40、基于所述仿真结论，并根据所述设计因素中的部分数据与稀释比的关系，随机组合所述设计因素中的部分数据得到任意稀释比稀释器。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，在所述步骤S10中：所述稀释空气参数包括：空气品质、空气压力、空气流速和空气温度；

所述汽车排气参数包括：排气压力、排气流速和排气温度；

所述稀释器结构参数包括：喷嘴位置、采样位置、排气管长度、排气管直径、空气管长度、空气管直径、喷射腔角和混合腔长度。

3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，在所述步骤S20中，所述设计因素包括：

排气端的流量分别与排气管进出口压差、排气管直径和排气管长度相关；所述排气管进出口压差为排气管进口压力与排气管入口压力的差值；

空气端的流量分别与空气管进出口压差、空气管直径和空气管长度相关；所述空气管进出口压差为空气管进口压力与空气管入口压力的差值。

4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，在所述步骤S30中采用CFD仿真软件，对应的仿真条件，包括：

(1)喷射式稀释器内部流体流动状态为层流，计算模型选择Laminar，参数默认；

(2)排气密度和空气密度相似，将排气端和空气端的材料均设为空气，参数默认；

(3)根据稀喷射式稀释器工作的物理过程，将排气入口和空气入口的边界条件均设为压力入口，混合气出口设为压力出口且为大气压；

(4)设定收敛误差10^-3，其他保持默认。

5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，在所述步骤S30中，所述仿真方案包括多组数据；每一组数据均包括：空气入口压力、排气入口压力、空气管直径、排气管直径、空气管长度、排气管长度及对应的仿真次数；

其中，在仿真过程中，排气入口压力需施加预设值以便保证其作为入口。

6.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于，在所述步骤S30中，对稀释器内部流场进行仿真获得仿真结论，包括：

1)空气入口压力和稀释比呈对数关系；

2)排气入口压力越小，稀释比升高速率越快，稳定后的稀释比值更大，稳定稀释比对应的空气入口压力越小；但排气入口压力过小时，稀释比稳定的空气入口压力范围很小；

3)空气管直径和稀释比呈指数关系；

4)排气管直径和稀释比呈反比例关系；

5)空气管长度和稀释比的关系满足三次多项式；

6)排气管长度和稀释比呈线性关系。

7.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，所述步骤S40包括：

基于所述仿真结论，根据空气入口压力、空气管长度、空气管直径、排气管长度、排气管直径与稀释比的关系，先确定其中两个参数，再改变其他三个参数得到任意稀释比的稀释器。