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。     

环状出口气泡雾化喷嘴液膜破碎过程与喷雾特性

主要研究了环状出口气泡雾化喷嘴出口下游液膜破碎过程与喷雾特性．当气液质量流量比为零时，出口下游形成空心封闭膜壳，表面波明显存在于液膜表面．随着气液质量流量比的增加，膜壳逐渐膨胀并在最薄弱部位被撕裂．利用DualPDA测量得到液雾颗粒的速度分布、直径分布与流通量分布特性；在主流区域存在负向运动的粒子同时颗粒平均速度明显降低．出口下游的速度分布曲线呈现双峰趋势，实验数据显示中心回流区域结束于距离出口30mm左右．索特平均直径的有关数据显示气泡的“爆炸”发生于出口下游5～15mm区域．流通量分布曲线也是双峰的，径向逐渐扩张，轴向逐渐降低，并且液雾主流区域流通量明显高于边缘区域的流通量．     

小流量气泡雾化喷嘴研究

对小流量气泡雾化喷嘴的流量和雾化特性进行了实验研究,发现喷嘴的流量特性比较复杂,气体流量和液体流量之间相互影响,不能独立控制某一方面。颗粒直径沿径向的分布呈现逐渐增大的趋势。较大的气液压差情况下的雾化效果较好。对于不同的设计流量、喷嘴出口截面的大小对雾化质量影响较小。空气注入孔直径越小,其雾化质量越好。使用多孔介质注入空气时的才轮质量好于小孔射流注气,即均匀注入空气有利于提高雾化效果。另外建立了一个可以用于直接计算颗粒分布的雾化模型,计算结果与实验结果符合良好。     

气泡雾化喷嘴颗粒平均直径经验公式的拟合

通过对有关气泡雾化喷嘴实验数据的系统归纳，分析了影响气泡雾化喷嘴雾化特性的主要因素，如气液质量流量比、液体质量流量、出口直径、相对速度、液体表面张力和粘性系数、气体密度等。利用因次分析方法得到了气泡雾化现象的相似准则关系，并利用最小二乘法对颗粒平均直径dm经验公式进行了拟合，拟合结果与实验数据符合良好。     

气液质量流量比对气泡雾化喷嘴燃烧特性的影响

利用Dual PDA对气泡雾化喷嘴出口下游的喷雾两相流场进行了诊断与分析,发现气液质量流量比对液雾颗粒群速度分布的影响不大,只是轻微地改变了雾化锥角,但是随着气液质量流量比的减小,雾化颗粒平均直径却有所增大.通过对液雾火焰的照片进行分析后发现,气液质量流量比对火焰长度影响显著,在小气液质量流量比下,液雾颗粒需要更长的时间、更大的空间才能燃尽,因此火焰明显被拉伸.利用TESTO350烟气分析仪对烟气成分测定的结果显示,气液质量流量比对一氧化碳、碳氢化合物等不完全燃烧产物具有显著的影响,在小气液质量流量比下,存在明显的不完全燃烧现象,同时氮氧化合物与二氧化硫的生成量有一定程度的增加.     

大流量低背压螺旋喷嘴的流量分布特性研究

利用流量分布测试系统对大流量低背压螺旋喷嘴的流量分布特性进行实验研究.采用排状量筒法,测量不同高度不同孔径螺旋喷嘴的流量、每层喷雾面位置、雾化角以及径向体积流率,分析螺旋喷嘴的尺寸参数对其流量分布特性的影响规律.结果表明:相同压力下,螺旋喷嘴的高度H与孔径D的比值H/D越大,质量流量越小,雾化角越大,每层喷雾面径向体积流率越小;不同压力下,压力越高,质量流量越大,同一螺旋喷嘴的雾化角越大,每层雾化面的位置距喷嘴中心的距离越远.     

气泡雾化喷嘴流量特性的实验研究

两种不同结构形式的气泡雾化喷嘴 ,通过实验对其流量特性和混合室内的流型进行了研究。分析实验现象和实验数据发现 :喷嘴混合室内的流型取决于混合室直径 Dc、气液质量流量比ALR、注气孔截面积 A2 及气压 P2 、液压 P1 等参数 ;喷嘴的流量特性则主要受注气孔截面积 A2 、喷嘴出口截面积 A及运行压力等参数影响 ;流量系数 CD 与参数 X呈线性关系。另外 ,通过理论分析推导出喷嘴临界流量公式 :Ml=μAcaρa ( 1 ALR) ALR,且计算值与实验点符合良好。     

空气旋流强度对气泡雾化喷雾流场及火焰的影响

对不同空气旋流强度下气泡雾化喷嘴出口下游喷雾流场特性及燃烧特行进行了诊断与分析.随着空气旋流强度的增加,喷雾锥角明显增大,颗粒的轴向平均速度有所降低,而速度分布趋势则由单峰分布逐渐转变为双峰分布.同时,径向和切向的平均速度都有所提高,速度脉动加强,气、液两相之间的混合趋于强烈.空气旋流强度对油雾的燃烧过程影响显著,随着旋流数S的增大,油雾火焰的湍乱程度加强,火焰长度缩短,火焰表面皱褶和旋涡的尺度有所减小.空气旋流强度过小或过大,都将导致燃烧状况恶化;在S=1.2时,燃烧产物中的cxHy、CO和NO 的体积含量均达到较低的水平.     

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     

燃气轮机燃烧室双燃料混合燃烧数值模拟

对燃气轮机双燃料燃烧室进行了2种燃料混合燃烧条件下的数值模拟.结果 表明:混合燃烧条件下,液体燃料不同质量流量下的雾化特性、双燃料喷嘴气/液路结构以及气/液燃料的燃烧场差异决定了双燃料燃烧室的混合燃烧性能;当2种燃料混合燃烧时,液体燃料雾化质量恶化及外环气体燃料喷嘴对燃烧场的径向压缩导致高温驻点向燃烧室出口移动,温度分布系数(OTDF)偏高,燃烧效率下降;可通过进一步优化气动燃油雾化喷嘴或提高雾化空气量,来有效提高双燃料燃烧室低工况混合燃烧时的燃烧性能.     

气泡雾化喷嘴混合室内两相流型及喷嘴喷雾稳定性

利用高速摄影仪、摄像头和照相机对气泡雾化喷嘴混合室内的两相流型以及喷嘴出口下游喷雾的稳定性进行实验研究。研究表明，喷嘴混合室结构尺寸、气流质量流量比、液体流量等参数对混合室内的两相流型具有显著的影响，同时亦影响喷嘴喷雾的稳定性，其结果为气泡雾化喷嘴的应用提供了实验基础。     

内超声气泡雾化喷嘴实验研究

利用PS－Ⅱ激光衍射粒度仪对一种新型内超声气泡雾化喷嘴进行了实验研究，主要分析了喷嘴内簧片哨的不同结构尺寸和工作状况对液体雾化颗粒直径分布的影响。     

小流量离心式喷嘴雾化特性的实验研究

离心式喷嘴在燃气轮机燃烧室中应用广泛,因此人们对其雾化特性及影响雾化特性的因素已经进行了很长时间的研究。本文对小流量离心式喷嘴雾化特性及其影响因素进行了实验研究,着重研究了其他研究者很少涉及的切向孔总面积对离心式喷嘴雾化特性的影响,并对离心式喷嘴燃料分布特性进行了研究。通过实验获得了不同喷嘴出口直径及不同切向孔总面积下离心式喷嘴喷油量、雾化角及雾化粒度的数据,得出了一些有用的结论。这些结论为离心式喷嘴的设计和改良提供了依据,也为离心式喷嘴的改造提供了一条新的思路。     

双路离心式喷嘴雾化锥角的数值研究

利用Fluent软件,基于VOF（Volume—Of—Fluid）两相流模型对双路离心式喷嘴内的气液两相流动进行三维数值模拟。分别模拟喷嘴主油路单独供油、副油路单独供油与主副油路同时供油时雾化锥角,计算较好扑获了燃油在离心式喷嘴内所形成的空气涡及雾化锥角,所得喷嘴内压力分布、速度分布、相分布与雾化锥角,反映出该双路离心式喷嘴内流动特点,将计算结果与试验结果进行了对比分析。     

Experimental study of flow regime characteristics in diesel multi-hole nozzles with different structures and enlarged scales

The internal flow of diesel nozzles has a strong influence on the subsequent spray and atomization characteristics. A flow visualization experiment system equipped with enlarged transparent nozzles was set up to investigate the effect of different nozzle structures and different nozzle enlarged scales on cavitating flow and subsequent spray characteristics. Significant parameters of internal flow including critical pressure of cavitation inception, critical pressure of hydraulic flip, discharge coefficient, Reynolds number, flow rate and cavitation distribution were fully investigated during the experiments. Experimental results show that the nozzles with small length/diameter ratios at the same orifice diameter were more inclined to cavitate and had higher discharge coefficient than that of nozzles with large length/diameter ratios. Cavitating flow in nozzles with different sac volume structures may incur different spray characteristics in the near-nozzle field and it is the internal cavitating flow that induces the asymmetry of subsequent spray. The investigations indicate that the critical pressure of hydraulic flip and discharge coefficient of nozzles under different needle lifts were quite different even under the same boundary conditions and the nozzle flow characteristics have been greatly influenced by the hydraulic flip phenomenon. Two types of cavitation were observed in nozzles with different scaled-up times and the string cavitation was found in three times scaled-up nozzle, while the cloud cavitation bubbles were appeared in five and eight times scaled-up nozzles. A kind of hysteretic cavitation phenomenon was also observed in the experiment and then was analyzed in this paper.     

旋流式复合雾化喷嘴雾化特性的试验研究

针对重质渣油燃烧现状,设计了一种旋转式复合雾化喷嘴结构,并对其雾化性能进行了实验研究,得到了平均雾滴粒径SMD随气液质量比ALR的变化规律,通过对比发现新型复合雾化喷嘴比单纯的气泡雾化喷嘴的雾滴粒径小,雾化锥角大,并对其原因进行了理论分析.     

The experimental study on the flow characteristics for a swirling gas–liquid spray atomizer

A new spray atomizer, that is, swirling gas–liquid spray atomizer, is presented in this paper based on the analysis of various air-assist atomizers and their atomization mechanism. The air-to-liquid mass flow rate ratio (ALR) of the atomizer during the hot-state tests is 4–6% (by compressed air for emulsified heavy oil). And it is of excellent atomization. The discharge coefficient and the spray cone angle of the atomizer are studied systematically. The influence factors considered are as follows: the structure parameters, ALR and the viscosity of the liquid. Through the experiments, the formula of discharge coefficient and the spray cone angle of the atomizer are given in the paper. And it can give good direction on the atomizer design. The atomizer can be employed in the industrial furnaces and other equipments where the liquid must be atomized.