考虑非定常效应的离心喷嘴初始雾化特征研究

为研究燃油流量瞬时变化时离心喷嘴的初始雾化特征,以高频激光和高速相机作为测试系统,以柱塞泵提供流量激励作为非定常输入进行了试验研究。研究表明：离心喷嘴初始雾化的初始液膜段流动稳定,基本无扰动;无流量激励下的液膜扰动段和初始雾化终点存在较明显的波动特征;在29.2%流量激励下的试验结果表明,流量激励不影响初始液膜的流动,但会导致初始雾化终点以1.8 mm的幅值和21 Hz的主频率呈周期性变化。     

新型气体雾化燃油喷嘴的实验研究

对新型气体辅助雾化喷嘴特性进行了初步实验研究。利用马尔文粒度分析仪测量喷嘴在不同工况下达到的雾化粒度。实验结果表明雾化压力和气液流量比对雾化粒度有明显影响 ,而喷嘴直径几乎对之无影响 ,液体流量测量结果说明喷嘴的流量系数很低。此项研究为燃油喷嘴的开发、设计和运行调节提供了一定的理论依据     

小流量气泡雾化喷嘴试验研究

设计了一个1.2 kg/h的小流量气泡雾化喷嘴,利用粒子动态分析仪(PDA),对喷嘴下游流场进行测量,分析了液雾粒径和速度的分布规律及其相关因子,考察了气液质量流量比、进气压力、混合室长度对雾化特性的影响。结果表明,液雾粒径沿径向呈非轴对称分布,轴线下方平均粒径大于上方平均粒径,液滴粒径随轴向距离增加呈先减小后增大的趋势;液雾轴向平均速度呈钟形分布,喷嘴出口区域液滴轴向平均速度和均方根速度都比较大,两者值均随轴向距离增加而逐渐减小。喷嘴出口区域,液滴粒径与速度间负相关性很强,随轴向距离的增加,其相关性可以忽略。气液比增大液雾粒径减小;在相同的气液质量流量比(ALR)下,进气压力增大,雾化效果变差;混合室长度为其直径的2.5倍时,雾化效果较好。     

基于VOF-DPM模型的离心喷嘴中的燃油流动及雾化特征研究

针对燃油在离心喷嘴中的内部流动及其外部雾化过程,采用VOF-DPM模型对其进行了数值模拟研究。分析了压力对喷嘴出口处空气芯大小和液膜厚度的影响,得到了液膜破碎长度和雾化锥角等雾化特性,应用实验测试结果对数值模拟进行了验证,并与流体体积函数法(VOF)和离散相追踪法(DPM)进行了对比。结果表明：VOF-DPM模型可以真实反映离心喷嘴的内部流动和外部雾化特性,研究发现了与实际雾化过程符合的液膜破碎存在孔洞破碎和边缘破碎两种形式;捕捉到了在液膜表面的波动及气动力共同作用下液膜失稳破碎形成液滴的过程;燃油流动及雾化特性随着压力增加发生变化,喷嘴内空气芯直径增大,出口处液膜厚度减小,液膜的破碎长度下降。     

Y型喷嘴液膜随机破碎模型研究

采用Monte—Carlo法，综合考虑Y型喷嘴液膜破碎过程中表面扰动波长、液膜厚度及初始雾化液滴速度等分布的随机性，结合混合孔内气、液两相流动及二阶段雾化模型，建立Y型喷嘴雾化液滴粒度分布模型。利用FAM型激光粒度仪对实验喷嘴的雾化特性进行测试，测量结果与模型预测结果吻合较好。     

旋转型气_液雾化喷嘴的雾化特性研究

使用激光相位多普勒分析仪PDA对旋转型气-液雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究。使用水代替油作为被雾化的液体,采用压缩空气作为雾化介质,测量了不同工况下的喷雾特性参数,如：喷雾液滴粒子的索太尔平均直径SMD和粒子速度等。实验测量结果表明,喷嘴在较小的气液比条件下可以达到较好的雾化状态,中心的液滴平均SMD可以达到40μm。随着压力和气液比的增加,雾化水平也随之提高,但是受喷嘴结构的影响很小。本文的研究为喷嘴的实际设计提供了基础依据。     

燃油喷射2次雾化模型

本主要研究燃油喷入气体中的雾化过程。在假设雾化是由于气液之间气动相互作用导致液体射流表面不稳定波增长并最终导致细小液滴形成的基础上，把燃油雾化过程分为两个阶段：１次雾化和２次雾化。前只发生在气液交界面上，主要由不稳定波增长和破碎所引起；后则发生在气液渗混区，受１次雾化后形成的液滴在气体中进一步破碎和聚合控制。章最后分析了某些参数对雾化的影响，并把计算得到的喷雾贯穿距离和ＳＭＤ同实验进行了比     

气泡发生结构对乳化油喷嘴雾化特性影响的试验研究

本研究基于一种气泡气动多级燃油雾化喷嘴。雾化气动旋流部分结构参数一定的条件下,对第一级气泡雾化中的气液预混芯与气泡生成室相配合的结构进行优化设计,并利用APV激光测试技术对不同气泡发生结构下的雾化场进行实验测试,从而确定出合理的气泡发生结构。结果表明,预混芯的气孔数目、气液面积比,及气泡生成室的长宽比均对喷嘴雾化效果有影响。优化气泡发生器的结构参数对改进燃油喷嘴的燃烧性能,提高燃烧器的效率具有重要指导意义。     

气泡雾化喷嘴雾化的特性实验

利用Malvern 2600/3600型激光散射粒度仪对三种不同结构的气泡雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究,并进行了理论分析。实验发现：影响喷嘴雾化特性的主要因素有空气注入压力、空气注入截面积、气液质量流量比、出口截面积和液体流量。提高空气注入压力和气液质量流量比、增大空气注入截面积可改善雾化效果,出口截面积和液体流量的增大则降低雾化质量。三种喷嘴中,A型更适合于工业应用。     

混合室结构对气泡雾化喷嘴喷雾特性的影响

利用激光颗粒动态分析仪对一种内旋流式气泡雾化喷嘴进行了实验测试与分析,探讨了混合室结构对喷嘴流量特性、颗粒平均直径分布特性、液雾平均速度分布特性的影响规律。气泡雾化喷嘴的流量特性主要受工作压力和喷口孔径影响,混合式结构对流量特性没有影响;但混合式结构对液雾颗粒平均直径分布和平均速度分布的影响十分显著,适当提高混合室长径比有助于减小液滴颗粒质量平均直径D10和索泰尔平均直径D32,同时可使液雾颗粒平均直径和平均速度的径向分布更加均匀;相对于渐缩型混合室,突缩型混合室可在一定程度上改善雾化效果,颗粒平均直径D10和D32径向分布均匀性更好,但喷雾主流平均速度略有降低。在喷嘴出口下游40~100mm时,液雾主流区域内的轴向平均速度未发生明显的速度衰减。     

气泡雾化喷嘴雾化特性实验

利用Malvern2600/3600型激光散射粒度仪对三种不同结构的气泡雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究,并进行了理论分析。实验发现影响喷嘴雾化特性的主要因素有空气注入压力、空气注入截面积、气液质量流量比、出口截面积和液体流量。提高空气注入压力和气液质量流量比、增大空气注入截面积可改善雾化效果,出口截面积和液体流量的增大则降低雾化质量。三种喷嘴中,A型更适合于工业应用。     

双毛细管静电雾化模式及雾化特性实验研究

通过可视化实验研究了双毛细管静电雾化现象。以无水乙醇为介质，使用PDIA、PIV和高速摄影方法测量和分析了雾化模式和液滴的粒径分布、径向与轴向速度分布和锥角变化。结果表明，当改变流量与电压时，静电雾化呈现滴状、纺锤状、脉动射流、稳定锥射流、多股射流等多种雾化模式。因流量与电压的变化导致单位表面荷电量变化，进而变化了表面张力使得各处粒径大小发生改变，发现双毛细管雾化粒径分布规律呈近似M型，雾化状态越稳定粒径波动越小，且粒径远小于单毛细管雾化粒径以及雾化范围更广。液滴径向速度分布呈线性，雾化状态越稳定线性关系越强，液滴与毛细管末端距离对径向速度近无影响，流量对轴向速度影响远大于电压。液锥锥角在稳定锥射流模式最小，脉动模式锥角达到最大。     

激光衍射散射技术在超声波喷嘴雾化特性测量中的应用

介绍了一种测量超声波喷嘴雾化场粒径分布的在线激光测量装置及其测量原理和数据处理方法。它是利用喷嘴雾化粒子对入射激光的衍射散射作用，利用特殊的光电器件收集衍射光能分布，从而反演出雾化粒子的尺寸分布。在数据处理中引入分布函数，大大提高了计算速度。最后给出实验实际测量超声波喷嘴燃油雾化粒子尺寸分布的数据，并根据结果分析了所用的超声波喷嘴雾化特性。     

掺混燃油在离心喷嘴内的流动与雾化特性研究

燃料性质的改变会导致雾化特性的变化,针对乙醇掺混航空煤油在离心式压力雾化喷嘴内的流动与雾化特性开展了研究。通过耦合流体体积法(VOF)和离散相模型(DPM),研究了不同乙醇掺混体积分数下掺混燃油在离心式喷嘴中的内部流动和外部雾化过程。研究结果表明：在压差不变时,喷嘴内空气芯直径随着掺混燃油内乙醇体积分数的增加而增大;而液膜厚度则与空气芯直径成反比,随着乙醇体积分数的增加而减小。喷嘴出口的速度随着乙醇体积分数的增加而增大;在油膜表面的波动及气动力的共同作用下,油膜失稳形成液滴,获得了不同比例下掺混燃油在喷雾外流场内的喷雾粒径分布特征,随着掺混乙醇体积分数的增加,液滴的平均直径逐渐减小。     

空气雾化喷嘴的设计与实验研究

为提高喷嘴雾化效率,基于维多辛斯曲线理论对喷嘴出口结构进行优化,研制出一种新型渐缩式空气雾化喷嘴,并搭建了喷雾实验平台进行实验。利用图像处理技术对实验数据进行分析,提取不同结构喷嘴的喷雾粒径和雾化锥角分布,通过对比仿真和试验结果分析喷嘴气液夹角对雾化效果的影响。研究表明:喷嘴喷雾实验和仿真结果较吻合,相对误差在6.5%以内;喷嘴气液夹角α=20°时,雾化锥角最大,液滴索特尔平均直径最小,雾化效果最好。     

气泡喷嘴下游雾化与流场特性的研究

本文用激光粒子动态分析仪（ＰＤＡ）测量了水平喷射的气泡雾化喷嘴下游不同截面上的雾化液滴平均直径和速度分布，用水在常温，常压下进行试验，液体的喷射压力变化范围为１５０～５５０ｋＰａ；气液比的变化范围为０～０．１２。研究了随着喷射距离的增大，气泡喷嘴的雾化与流场特性的变化规律，试验结果表明，沿着喷射方向，与喷孔一定距离内，气泡喷嘴的液雾存在明显的扩散过程，气泡喷嘴的喷雾速度呈典型的抛物状分布，在喷雾轴     

大流量单混合孔Y型喷嘴的雾化特性

对大流量单混合孔Y型喷嘴的雾化性能进行了实验研究,分析了其流量特性以及气耗率对雾化粒径的影响.结果表明,单混合孔Y型喷嘴设计流量能够达到1000kg/h以上,且具有较细的雾化粒径;在气压一定时,随着水压的增大其水流量增大,气耗率减小;气耗率对雾化粒径的影响较明显,但当粒径减小到一定程度后,继续增大气耗率对雾化粒径的影响不明显;单水孔与多水孔Y型喷嘴的雾化性能无明显差别;改进的Y型喷嘴液膜随机破碎模型可较好地用于大流量单混合孔Y型喷嘴雾化粒径的预报.     

溶气对不同燃油喷雾特性的影响

对溶有甲烷(CH4)的煤油和柴油稳态喷雾特性进行了试验研究,并对两者的试验结果进行了对比分析。结果表明,溶气对燃油的雾化有正反两方面的影响,它与CH4的浓度、喷嘴的L/D值、燃油的性质有关;柴油和煤油试验结果的规律相似,但促进雾化的临界浓度值不同;由于溶气的膨胀作用,在喷嘴出口处形成均匀的喷雾,喷雾锥角急剧增大;CH4的浓度较大时,燃油雾化粒子分布规律向小粒径方向移动,浓度较小时,向大粒径方向移动;低粘度的燃油有助于增强溶气对燃油雾化的促进作用。     

脉动压力下旋流喷嘴流动特性的数值模拟

对旋流喷嘴在脉动压力作用下的内部流动进行了数值模拟,分析了瞬时流量、平均流量、雾化角、脉动压力与瞬时流量间相位差随脉动压力频率的变化规律．结果表明：瞬时流量和雾化角均呈现与脉动压力频率相同的周期性变化,且瞬时流量与雾化角之间相位相差一个兀角;喷嘴出口的平均流量随脉动压力频率的变化呈振荡变化,其变化规律比较复杂．     

喷淋脱硫塔喷嘴外流动数值模拟与实验研究

建立了一个喷淋脱硫塔喷嘴数值模型,研究了影响喷淋脱硫塔内气液传质的喷淋液流量与液膜平均破裂长度、喷嘴初始喷射角、液滴平均粒径的关系。设计了专门的测试平台和单匝螺旋喷嘴,采用快速CCD和数码照相机拍照对液膜和液滴运动进行了测试和分析。模型计算和实验结果均表明:液膜平均破裂长度随喷淋液流量加大而减小;液滴平均粒径减小随喷淋液流量加大而减小;在喷嘴出口缝隙高度等于4.25 mm时,随流量的增大,喷嘴的喷射角随流量的增大反而变小,大于4.25 mm后,在同一喷嘴缝隙高度下,喷射角随喷嘴流量的增加而增加。