基于CFD正交实验的引射雾化喷嘴仿真研究

气水比对喷雾冷却换热有重要影响,为研究不同结构和工况对引射雾化喷嘴喷雾气水比的影响,对实验中用到的环流引射雾化喷嘴,采用流体力学仿真软件FLUENT建立了环流气体辅助雾化喷嘴模型,对该喷嘴的流场进行了数值模拟。分析模拟气体压力、喷嘴的出水口伸出长度、气体环缝大小等参数对引射喷雾量的影响。结果表明:气体环缝大小对气水比影响最显著;进水管出口端的负压值随伸出长度先增加再减小,水孔伸出长度存在一最佳位置L=0.10mm;工作气体消耗量主要受气体环缝大小影响,其次是工作压力大小,水口伸出长度影响最小。     

双通道气流式喷嘴加压雾化的实验研究

研究了双通道气流式喷嘴加压雾化过程.使用M alvern激光测粒仪测量了不同环境压力下索特平均粒径的分布.实验结果表明:当气液质量比不变时,索特平均粒径与环境压力的n次幂成正比,n的范围大约在0.3~0.9之间,并且n随气液质量比的增大而增大;当环境压力不变时,索特平均粒径随着气液质量比的增大而减小.     

引射比对生物柴油斯特林发动机喷雾特性影响的仿真研究

基于斯特林发动机的喷雾特性,建立了某斯特林发动机旋流引射、喷雾的数学物理模型,模拟了高背压下生物柴油斯特林发动机在不同引射比下的喷雾过程。研究发现:生物柴油喷雾锥角随引射比的增大而增大,大引射比下的喷雾油束前端出现了明显的凹型回缩锋面;引射比越大,喷雾贯穿距越小;增大引射比,液滴速度增大,索特平均直径减小,粒径方差减小。高背压下,增大引射比能增大燃油混合气的空间分布,提高喷雾雾化效果。     

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。     

液-液雾化的射流特性与粒径分布

液滴的粒径分布是液-液循环流化床制取流体冰技术的关键因素之一。在流化床实验装置上,采用快速摄像与图像处理相结合的方法,研究低流速下液-液单孔雾化的射流及其对液滴粒径分布的影响,射流长度的变化和液滴的粒径分布运用数学统计的方法进行分析。研究结果发现,当射流速度大于1.14m/s时,开始出现射流;各个流速工况下射流长度的波动具有随机和非周期的特点,其均值与方差随射流速度增大的总体变化趋势是先增大后减小;转折点在射流速度为6.58m/s时,在射流长度波动的峰点处形成球形或锥形射流顶部是液滴的粒径具有大小差异及其运动路径发生摆动的主要原因;各流速工况下,液滴的粒径分布与Rosin-Rammler分布符合的很好;研究结果为液-液循环流化床实际运行时控制雾化形成液滴的粒径分布提供可靠依据。     

基于“液包气”雾化的脱硫喷嘴特性实验

在一种内置拉法尔气体喷管两相流“液包气”喷嘴的设计基础上,搭建了多相雾化实验台,进行了喷嘴雾化性能实验,研究了气液质量比（训）对喷嘴雾化颗粒粒径分布均匀性、索特尔平均雾化直径、雾化角等性能指标的影响,推导出“液包气”喷嘴液气压力比和气液质量比的经验公式及适用范围,得到了内置拉法尔喷管两相流“液包气”喷嘴气液质量比的临界点为0．057．结果表明：液气压力比随着硼的增大而减小;当w=0．057时,液气压力比为0．92;气体流量系数与气液质量比呈反比关系;“液包气”喷嘴单相雾化效果远差于两相时的雾化效果,且随着喷嘴液相压力的提高,雾化效果变好,但压力对雾化效果的影响越来越弱．     

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.     

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。