噴嘴霧化動態(tài)特性數(shù)值及試驗(yàn)研究.pdf

1、傳統(tǒng)意義上的燃?xì)廨啓C(jī)、液體火箭發(fā)動機(jī)、鍋爐等動力設(shè)備在進(jìn)行噴嘴設(shè)計時認(rèn)為噴嘴的工作壓力穩(wěn)定,但是實(shí)際中燃燒室聲場振蕩、噴油裝置等會引起噴嘴工作壓力脈動,這會影響噴嘴的性能。噴嘴的動態(tài)特性對燃燒性能有一定的影響,詳細(xì)了解噴嘴的動態(tài)特性除了有助于為噴嘴設(shè)計提供參考,還能開發(fā)以噴嘴為控制元件對燃燒過程進(jìn)行有目的的控制的技術(shù)。
　　本文工作主要分兩個部分,第一部分應(yīng)用VOF模型對脈動壓力下的噴嘴內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了噴嘴在脈動壓力

2、下的流量、霧化角等特性。第二部分對應(yīng)用復(fù)合激光誘導(dǎo)熒光(PLIEF)測試技術(shù)測量噴嘴霧化場進(jìn)行了研究,在研究中先進(jìn)行了熒光示蹤劑濃度配比實(shí)驗(yàn),確定合適的熒光劑濃度比,然后在此基礎(chǔ)上應(yīng)用PLIEF技術(shù)進(jìn)行了冷態(tài)霧化場液相濃度的測量,并對熱態(tài)測量燃油兩相分布的可能性進(jìn)行了討論,最后設(shè)計模型燃燒室,為后續(xù)的工作進(jìn)行了準(zhǔn)備。
　　研究工作表明:
　　(1)脈動壓力下瞬時流量和霧化角呈現(xiàn)出相同頻率的脈動,且平均流量基本在設(shè)計流量附近。

3、流量的振幅隨著脈動頻率的變化,呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,入口壓力與出口流量的相位差隨著頻率的增大而增加,且近乎線性關(guān)系,且脈動壓力的幅值對相位差影響不大。
　　(2)熒光示蹤劑的濃度會影響單體和絡(luò)合物的熒光強(qiáng)度,為了更好的區(qū)分氣液相分布,應(yīng)適當(dāng)增大萘的質(zhì)量濃度。
　　(3)應(yīng)用PLIEF技術(shù)拍攝得到的霧化場圖像能較好的反映不同工況下霧化場的霧化結(jié)構(gòu)和液滴濃度分布。
　　(4)應(yīng)用PLIEF技術(shù)測量燃燒狀態(tài)下燃油的氣液兩