雙股射流碰撞霧化的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、由于雙股射流碰撞霧化器在不同的噴注壓力下都具有良好的霧化和混合特點(diǎn)，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和維修，所以在液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。液體經(jīng)霧化器形成噴霧的質(zhì)量受到射流速度、碰撞角、噴嘴特征、液體自身特性等多方面因素的影響，因此，研究各個(gè)因素對(duì)霧化效果的影響，探究其中規(guī)律，對(duì)于理解和應(yīng)用射流碰撞霧化具有重要意義。
　　本文首先綜述了國(guó)內(nèi)外在研究雙股射流碰撞霧化時(shí)，對(duì)液膜特征、噴霧角、液滴特征的研究，以及在對(duì)噴霧場(chǎng)測(cè)量過(guò)程中所采

2、用的測(cè)量系統(tǒng)。之后，根據(jù)目前在研究?jī)?nèi)容及方法上存在的不足，確定了本文的研究?jī)?nèi)容、實(shí)驗(yàn)方案及工況。
　　根據(jù)研究?jī)?nèi)容，確定了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體系統(tǒng)原理：以高壓氮?dú)怛?qū)動(dòng)液體高速流動(dòng)形成兩股射流，射流在通過(guò)方位調(diào)節(jié)系統(tǒng)之后，以一定角度進(jìn)行碰撞形成霧化。計(jì)算了系統(tǒng)管路沿程阻力和局部阻力，確定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所需承受的壓力值。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建完成后，調(diào)試了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和CCD拍照系統(tǒng)，確保其處于最佳工作狀態(tài)。
　　以去離子水為實(shí)驗(yàn)工質(zhì)進(jìn)行雙股射流碰撞霧化實(shí)

3、驗(yàn)，探究了射流速度、碰撞角、噴嘴內(nèi)徑等因素對(duì)霧化效果的影響。結(jié)果表明，在韋伯?dāng)?shù)較小時(shí)，液膜規(guī)則而完整，當(dāng)韋伯?dāng)?shù)較大時(shí)，液膜開(kāi)始破裂，下部出現(xiàn)弓形分布的液滴。同時(shí)，增大韋伯?dāng)?shù)能夠引起噴霧角增大和液滴平均直徑的減小。增大射流碰撞角能使碰撞更加劇烈，液膜變得不穩(wěn)定，縱橫比減小，噴霧角增大，液滴粒徑減小。對(duì)比了不同韋伯?dāng)?shù)、碰撞角下液滴粒徑的方差，發(fā)現(xiàn)增大碰撞角和韋伯?dāng)?shù)這些有利于增強(qiáng)液膜不穩(wěn)定性的因素都會(huì)使得液滴分布更加均勻。對(duì)比內(nèi)徑分別為0.6

4、7mm、0.86mm、1.07mm的噴嘴形成的噴霧場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)在所研究范圍內(nèi)噴嘴內(nèi)徑對(duì)霧化效果影響較小。
　　研究了粘度對(duì)霧化效果的影響，結(jié)果表明，甘油溶液具有較高的粘度，抵抗外界干擾能力強(qiáng)，增大韋伯?dāng)?shù)時(shí)，液膜尺寸增大，并且粘度越大，液膜越大。研究40％濃度甘油溶液霧化特征時(shí)，觀察到了液膜翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，從碰撞點(diǎn)往下出現(xiàn)連續(xù)多個(gè)相互垂直的液膜。甘油溶液粘度較大，液膜不容易向兩側(cè)擴(kuò)張，并且密度較大，重力作用更加明顯，在相同的射流速度條件下，甘