本文对一种可用于一体化加力燃烧室的扇形喷嘴分别在大气环境与加力燃烧室环境中的雾化特性进行了相关试验研究。一体化加力燃烧室的主要特征是涡轮框架的整流支板和加力燃烧室火焰稳定器的一体化设计,在稳定器的后凹腔结构形成的回流区进行点火和形成稳定的回流区火焰。因此燃油喷嘴的雾化性能对一体化加力燃烧室凹腔内燃油雾化空间分布具有很大影响,直接决定了凹腔内回流区的点火性能和火焰稳定。扇形喷嘴具有在某一平面雾化空间内分布均匀的这一独特的优点,使其非常适合在一体化加力燃烧室凹腔中使用,燃油经过扇形喷嘴特有的扇形出口,形成扁平、均匀且较大扇形空间分布的雾化场,雾化场的喷雾角度根据喷嘴结构可以自由变化。因此本文主要研究适用于一体化加力燃烧室的扇形燃油喷嘴的雾化性能、获得扇形喷嘴各结构参数对燃油雾化特性的影响规律。本文研究内容主要分为以下三个方面:1)首先,针对目前加力用直射式喷嘴的缺点,设计了一种加力用扇形喷嘴,提出了影响扇形喷嘴雾化特性的各结构参数,对所设计的扇形燃油喷嘴进行了流量特性试验,研究不同供油压力和结构参数对其流量特性的影响规律。试验结果表明:(1)积液腔直径对扇形喷嘴流量系数存在非常大的影响,而扇形出口高度和扇形出口角度对扇形喷嘴流量特性有一定影响,扇形出口位置对流量系数影响基本无影响;(2)同一扇形喷嘴,其流量系数随供油压差的增大而逐渐减少,最终趋于稳定。2)对扇形燃油喷嘴在大气环境下进行了雾化特性试验研究,分别使用高速摄影仪、马尔文粒度仪以及粒子图像测速仪等设备分别测量了在大气环境下各扇形燃油喷嘴在不同供油压力下的扇形雾化角度、粒径分布和速度分布。试验结果表明:(1)扇形喷嘴的扇形出口角度是决定扇形喷嘴雾化角度的唯一的结构参数,其他结构参数对扇形喷嘴的雾化角度基本无影响;(2)积液腔直径和扇形出口高度均通过影响出口面积来影响油珠直径大小,而扇形出口位置对油珠的平均SMD的影响不大;(3)在较小的供油压差下,具有较大速度的油珠主要分布集中在扇形区域的中部,随着供油压差的增大,具有较大速度的油珠向扇形两端逐渐扩展;(4)积液腔直径对扇形喷嘴喷射油珠的速度场影响最大,扇形出口角度与扇形出口高度对扇形喷嘴喷出油珠的速度场有一定的影响,扇形出口位置对速度场的影响不明显。3)对扇形燃油喷嘴在加力环境下进行了雾化特性试验研究,使用高速摄影仪对加力环境下扇形燃油喷嘴在不同进口条件和供油压差下的雾化过程进行了试验,试验结果表明:(1)横向气流的进口温度对射流油雾场的影响最大,横向气流温度越高,扇形喷嘴油雾场的分布越靠近下游,穿透深度越浅,同时也粒径越小。(2)横向气流中下游和气液两相交界面附近的液滴粒径更小,且射流迎风面的液滴尺寸变化梯度大于背风面。(3)供油压差越大,燃油的穿透轨迹外边界越深,同时液滴粒径尺寸有所下降。(4)横向气流的进口速度越大,射流的穿透轨迹越浅,油雾场分布越靠近下游;进口速度对油雾场下游的粒径有一定影响,但对扇形喷嘴出口附近的粒径大小影响不明显。(5)扇形喷嘴积液腔直径越小,油雾场的分布越密集且穿透深度更深。以上所获得的扇形喷嘴雾化试验结果可为加力用扇形喷嘴的设计与优化提供技术支撑。