内混式空气雾化在高气液相对速度下,依靠气体与液体表面的强烈剪切力作用,将液体雾化成小液滴。其主要优点包括雾化质量高,对液体物性要求低,喷孔流通截面大,不容易发生堵塞。近年来,内混式空气雾化喷嘴因其优异的雾化效果而得到了广泛的应用,同时也得到众多研究者的关注。但由于内混式空气雾化过程极其复杂,对其完整、系统的研究开展的仍不深入。影响雾化质量的主要因素有液体物性、喷嘴几何结构、工况等。为低成本地通过优化喷嘴结构参数来改善喷嘴雾化效果,选定喷孔入口圆角为研究对象。全文通过CFD数值模拟、试验研究、和理论模型验证等研究手段来分析入口圆角的变化对整个空气雾化过程的影响。研究范围从喷孔内部流动到一次碎裂,再到二次碎裂,涵盖了空气雾化完整过程。内部流动仿真研究发现:喷孔入口圆角对孔内流动状态及出口参数有明显的影响。增大喷孔入口圆角可以使达到相同ALR所需要的入口气压明显减小,且出口处气液质量流量均减少。随圆角的增大,出口气液速度差不断增大。在相同工况下,圆角由0增大至0.5时,喷孔内部两相流湍动能明显增加,湍流粘度下降,气体密度小幅度减小,出口处气体速度增幅较小,液体速度降低比较明显,含气率变化不大。继续增大圆角至1时,喷孔内部两相流湍动能增幅较小,湍流粘度下几乎无变化,出口处气体速度增幅较大,液体速度变化不大,含气率增加。喷雾宏观特性试验发现:随圆角的增大,在小ALR下液体碎裂情况变化不明显,喷雾锥角明显增大;在大ALR下,液体一次碎裂发生的地方距喷嘴中心处越来越近,圆角的影响逐渐变小。理论模型研究验证了CFD计算的物理参数均比较符合试验规律。模型计算得出出口液膜随圆角的增大而不断减小;SMD随圆角的增大而增大,但增幅不大;一次碎裂模型在小ALR下存在一定误差,在大ALR下较为准确。喷雾微观特性试验发现:近喷嘴处喷雾场中,圆角的变化对不同工况下的一次碎裂SMD都有较大影响,SMD随圆角的增大而减小。在轴向距离15cm处的雾场中,随圆角的增大,二次雾化场的液滴分布较为均匀,小液滴数目增多,雾化效果变好;在相同工况下,SMD随圆角的增大而减小,但二次碎裂后的SMD只在小ALR下影响较大,且都有随着ALR的增大,影响减弱的趋势。