喷燃雾化是将燃油喷射到燃烧室使之分散破碎成微小液滴的过程，它是航空发动机最重要的工作环节之一。喷燃部件的雾化特性会直接影响到航空发动机的燃烧效率、推力及推重比、工作稳定性和污染排放等重要的性能指标。喷燃部件的喷孔作为燃油喷出前流经的最后一个通道，其结构参数对雾化特性有着极其重要的影响。然而，由于目前尚不明确喷孔结构偏差对雾化特性的影响规律，导致缺乏对喷孔制造公差设计和加工误差控制的理论依据和参考，使得在喷孔生产制造的过程中存在因设计精度不足而影响雾化特性，或因设计精度过高而增加制造难度及降低生产效率的问题。因此，研究喷孔结构偏差对雾化特性的影响规律，为喷孔的公差设计和误差控制提供理论依据和参考，对进一步提高航空发动机的质量和性能具有重要的意义。
　　航空发动机中常用的喷燃部件主要是离心式喷嘴、直喷式喷嘴和气泡式喷嘴，而喷孔的结构偏差主要有直径偏差、锥度偏差和倾斜偏差，本课题分别研究这三类结构偏差对三种喷嘴雾化特性的影响规律。课题主要研究内容为：
　　针对传统的离心式喷嘴雾化液滴平均粒径(SMD)预测模型中将喷孔直径默认为定值，导致无法分析喷孔结构偏差对SMD影响规律的问题，通过研究喷孔的直径偏差、锥度偏差和倾斜偏差对离心式喷嘴内流场空气涡随压力演变的影响关系，拟合得到包含喷孔结构偏差参数的喷孔等效直径数学表达式，将其引入到传统模型中建立了基于喷孔等效直径的SMD修正预测模型。通过与实验结果对比可得，修正模型可将SMD的预测偏差平均值从21.3%减小到8.5%。随后采用修正预测模型进一步研究喷孔结构偏差对SMD的影响规律，得到0~5.0%的直径偏差、0~2.0°的扩张型锥度偏差和0~1.0°的倾斜偏差对SMD值的影响在2.0%以内；1.0°的收缩型锥度偏差将增加约12.5%的SMD值。因此，对于离心式喷嘴喷孔的加工，收缩型锥度的偏差更需要严格地控制。
　　针对直喷式喷嘴内流场的空化状态受喷孔结构偏差的影响尚不明确的问题，提出了针对带有结构偏差喷孔的孔内空化状态预测方法。以空化效应的初始状态和挑流状态的临界压强值作为指标参数，通过基于Fluent平台的有限元仿真研究，分别得到喷孔的直径偏差、锥度偏差和倾斜偏差对这两种空化状态的临界压强的关系曲线，进而建立了包含喷孔结构偏差参数的临界压强数学模型。基于该模型可以计算得到具有不同结构偏差的喷孔在内流场中出现不同空化状态所需的压强值，从而可以实现在不同压强下对不同喷孔的空化状态进行预测。基于该方法进一步研究可得，对于直喷式喷嘴，直径偏差在±5.0%和倾斜偏差在0~2.0°时，空化初始和挑流状态的临界压强变化量在2.0%左右。锥度偏差的影响最大，1.0°的扩张型锥度偏差将减小12.5%挑流的临界压强，而1.0°的收缩型锥度将增加114.2%。所以在直喷式喷孔的加工中更需要严格地控制锥度偏差。
　　针对缺少分析喷孔结构偏差对气泡式喷嘴雾化特性影响的指标参数的问题，分别研究了喷孔的直径偏差、锥度偏差和倾斜偏差对SMD、雾化锥角和稳定喷雾时的临界气液流量比GLRcri的定量关系，通过对比发现了喷孔结构偏差对喷雾稳定性的作用最为敏感的现象。实验结果显示SMD平均变化3.8%时，相应的雾化锥角平均变化14.5%，而GLRcri平均变化了64.7%。基于该现象提出了以GLRcri作为指标参数的喷孔结构偏差影响分析方法。研究结果表明，-10.0%~+20.0%的直径偏差对GLRcri的影响在3.0%左右；2.0°的收缩型锥度偏差在中高压时会增加约10.0%的GLRcri；2.0°的倾斜偏差则平均要增加20.0%的GLRcri。因此，对于气泡式喷嘴更需要控制倾斜偏差。