氣泡霧化噴嘴氣液兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、輕質(zhì)柴油等低閃點(diǎn)的燃料因其具有易儲(chǔ)存、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，在一些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。但由于燃料閃點(diǎn)低，利用傳統(tǒng)的壓力霧化方式往往需要提供高壓才能實(shí)現(xiàn)霧化，而高壓霧化裝置無(wú)疑增加整機(jī)的質(zhì)量。氣泡霧化噴嘴作為一種兩相流噴嘴，具有低壓條件下即可實(shí)現(xiàn)液相工質(zhì)良好霧化的特點(diǎn)。相比于其它兩相流噴嘴，其具有所需氣相工質(zhì)少、霧化效果對(duì)液相粘性不敏感、不易堵塞等特點(diǎn)，這使其能夠滿足一些應(yīng)用在特殊領(lǐng)域的動(dòng)力裝置對(duì)燃料霧化的要求。
　　本文以氣泡

2、霧化噴嘴為研究對(duì)象，建立了氣泡霧化噴嘴的幾何模型以及描述氣液流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上劃分網(wǎng)格并確定邊界條件。利用所建立的模型對(duì)氣泡霧化噴嘴內(nèi)部氣液兩相流動(dòng)以及噴嘴下游的噴霧場(chǎng)進(jìn)行研究。
　　針對(duì)氣泡在噴嘴內(nèi)的形態(tài)變化，利用VOF方法對(duì)單氣泡在噴嘴內(nèi)流動(dòng)時(shí)的形態(tài)及其特征參數(shù)進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)比分析不同氣泡尺寸、液相流量、液相粘性、噴嘴收縮角度以及噴孔長(zhǎng)徑比時(shí)氣泡在噴嘴內(nèi)形態(tài)變化，得到了不同條件下氣泡形態(tài)變化特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上對(duì)不同條件

3、下的特征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比，給出了不同條件對(duì)氣泡特征參數(shù)的影響規(guī)律。
　　為了研究不同工況條件時(shí)氣泡霧化噴嘴內(nèi)的兩相流動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分別對(duì)不同氣液質(zhì)量比時(shí)噴嘴內(nèi)的氣液兩相流動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)噴嘴出口截面處兩相流動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，研究了不同氣液質(zhì)量比、不同液相流量時(shí)噴嘴出口截面處的含氣率、液膜厚度等氣液兩相流動(dòng)參數(shù)特點(diǎn)。研究結(jié)果表明:各種工況下噴嘴出口截面兩相流動(dòng)參數(shù)均隨時(shí)間發(fā)生波動(dòng)，同時(shí)出口截面處的液膜厚度隨著液相流