【摘 要】
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离心式雾化喷嘴目前在航空燃气轮、地面燃气轮机及其他燃烧设备上得到了广泛的应用,这类喷嘴具有宽的燃油流量调节范围和较好的雾化质量,保证了燃烧室具有较好的点火性能和宽广的贫油熄火范围。对于离心式燃油喷嘴,影响燃油雾化特性的除了喷嘴的结构参数外,喷嘴的工作环境、燃油本身的物理化学特性也会对雾化特性产生较大的影响。为获得外部物性参数对离心喷嘴内部流动特性及雾化特性的影响规律,以离心式喷嘴为研究对象,运用实
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离心式雾化喷嘴目前在航空燃气轮、地面燃气轮机及其他燃烧设备上得到了广泛的应用,这类喷嘴具有宽的燃油流量调节范围和较好的雾化质量,保证了燃烧室具有较好的点火性能和宽广的贫油熄火范围。对于离心式燃油喷嘴,影响燃油雾化特性的除了喷嘴的结构参数外,喷嘴的工作环境、燃油本身的物理化学特性也会对雾化特性产生较大的影响。为获得外部物性参数对离心喷嘴内部流动特性及雾化特性的影响规律,以离心式喷嘴为研究对象,运用实验和数值模拟方法研究了燃油温度、喷入环境的温度、压力对喷嘴内部流动及雾化特性的影响。实验研究中,对大气环境下燃油压力在0.3～1.5MPa范围内燃油温度由22℃升至50℃过程中燃油的雾化特性进行了实验测试。数值模拟研究中利用FLUENT软件,对在大气环境下燃油压力在0.3～1.5MPa范围内燃油温度由-50℃升至50℃过程中燃油的雾化特性进行了数值模拟,得到喷雾场中的压力分布、气液两相分布、出口处雾化锥角和液膜厚度等。同时,对喷注压力在4MPa、燃油温度在100℃的喷油条件下,大气环境压力由0.1MPa升至3MPa、温度由-50℃升至400℃过程中燃油雾化特性进行了数值模拟计算。结果表明:雾化特性参数中的雾化锥角的数值计算结果与实验值随燃油温度而变化的趋势一致;提高喷油温度,降低燃油黏性,SMD减小;液膜厚度随喷油温度的提高而变薄;喷油温度增加,出口速度提高,雾化锥角增大,出口燃油体积分数减小。环境压力一定时,环境温度增加,密度减小,燃油蒸发作用加剧,气相燃油比例增大,雾化效果增强;环境温度一定时,环境压力增加,密度增大,油膜厚度增大,液相燃油比例增大,不利于燃油雾化。
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