細霧噴嘴射流特性分析及霧滴分布特性研究

1、細霧噴嘴射流特性分析及霧滴分布特性研究細霧噴嘴射流特性分析及霧滴分布特性研究摘要：首先對噴嘴外部射流的特性進行了理論分析，用邊界層微分方程求出了其速度分布的積分解，繪制了噴嘴外部射流的軸向速度分布圖。然后通過實驗得到了TF6噴嘴的霧化粒子各平均直徑隨壓力變化的規(guī)律。關(guān)鍵詞：細霧噴嘴射流特性速度分布粒子分布特性0.引言引言壓力式細密霧化噴嘴是一種使液體霧化的重要裝置，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。它不僅被廣泛地應(yīng)用于抑制火災(zāi)的蔓延、空氣的熱濕

2、處理之中，而且在液體燃料的霧化燃燒、工藝清洗、除塵控制以及殺蟲劑的噴灑等方面也有著廣泛的應(yīng)用。與一般的霧化噴嘴相比，壓力式細霧噴嘴能提供細密的水霧，具有獨特的優(yōu)點。近幾年許多學(xué)者對噴嘴的射流特性及霧滴粒子分布等情況進行了相關(guān)的研究。其中，文[1]對高壓細水霧滅火噴嘴的射流特性進行了理論分析，對索太爾平均直徑隨壓力的變化關(guān)系進行了相關(guān)的研究。文[2]主要對氣液兩相壓力對霧化粒子尺寸的影響進行了實驗研究，同時對單相噴嘴霧化的效果也進行了一定

3、的研究。文[3]對氣動旋流霧化原油噴嘴的索太爾平均直徑隨壓力的變化關(guān)系進行了相關(guān)研究。文[4]對雙路離心式噴嘴的索太爾平均直徑隨壓力的變化關(guān)系進行了研究。這些研究多數(shù)是針對氣動噴嘴的霧化效果展開的，而有關(guān)以霧化水為主要目的的直接壓力式細霧噴嘴的霧化特性的研究還比較少。因此，對壓力式細霧噴嘴的射流特性進行理論分析，對它的霧滴分布情況進行實驗研究，不僅具有重要的理論意義，而且具有較強的現(xiàn)實意義。1.射流特性分析射流特性分析水從噴嘴噴出后其流

4、動的外部結(jié)構(gòu)是典型的圓形紊動射流。其流動的外部結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，未受到外界空氣卷吸影響而保持原來出口流速的中心部分稱為核心區(qū)（圖中的ACB區(qū)），之后的部分稱為發(fā)展區(qū)。(7)射流的總動量為(8)式中，為水的密度；為水的運動粘滯系數(shù)；為無量綱變量，；為無量綱數(shù)，；為積分常數(shù)，；為噴孔的直徑；為射流出口處的流速。式(5)及式(6)分別為軸向及徑向速度分布的無因次解，根據(jù)式(5)繪制的流速分布曲線如圖2所示。圖2中的橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)均是無量綱

5、量，說明在射流的主體段內(nèi)速度的分布在不同的斷面上具有相似性。2.霧化粒子分布特性霧化粒子分布特性為了定量評價噴嘴在不同壓力時霧滴粒徑的分布情況，需要采用反映全部霧滴粒度大小的特征參數(shù)作為評價的指標(biāo)。特征參數(shù)有很多，按直徑分段作出的數(shù)量比例（頻率）、表面積比例（頻率）、體積比例（頻率）、累積體積比例分別稱為數(shù)量分布、表面積分布、體積分布及累積體積分布。它們均從不同的側(cè)面反映了霧滴譜的分布特性。其中，累積體積分布用累積體積百分?jǐn)?shù)來表示，它是