燃油喷嘴雾化空化特性数值模拟分析

燃油喷嘴雾化质量对保障车辆尾气排放质量具有重要意义。利用气液多相流模型,研究燃油喷嘴雾化空化特性。通过数值模拟分析燃油喷嘴入口压力对气相体积分数、燃油流动速度、空化因数的影响。在相同燃油喷嘴入口压力下,随着入孔角因数的增大,燃油空化现象明显减弱。空化因数随燃油喷嘴入口压力的增大而增大,并且增大速率较快。增大燃油喷嘴入口压力能够起到较好的雾化效果,但是会带来空化因数的增大。选取合理的燃油喷嘴入口压力,是保证雾化质量的关键。

航空发动机燃油雾化喷嘴流量预测方法的研究

为了指导喷嘴设计与性能校核,对航空发动机燃油雾化喷嘴燃油在喷嘴内的流动特性进行了数值模拟计算。通过对喷嘴从供油管路到主副喷口进行完整建模与网格划分,计算获得燃油在不同部位的压降情况,分析燃油在不同部位的流动损失情况,建立喷嘴流量预测模型。结果表明:燃油在主副油路油管等部位,主要由于摩擦作用而发生沿程损失;在主副油路活门内芯、主油路底杯、涡流器、副油路喷口前部等部位,主要由于截面积突变发生局部阻力损失。二者均引起了不同程度的压降。通过建立关键部位几何参数与流动损失之间的关系,根据机械能守恒式与连续性方程,推导喷嘴流量预测模型。通过对比不同供油压差与不同关键几何参数下的实验数据,验证了理论预测模型的准确性,能较好地运用于喷嘴流量的设计与校核。

基于改进粒子群算法的超声雾化电源频率跟踪

超声波雾化技术由于其良好的雾化效果获得了广泛关注,具有极大的研究价值和应用前景。但是在超声雾化的过程中,由于换能器的温度变化、刚度变化以及在水中的负载变化等因素,会产生谐振频率漂移的现象。当工作频率偏移谐振频率时,将造成换能器的工作效率降低和元器件损坏等问题。针对此问题,设计了基于改进粒子群算法优化PID参数的超声雾化电源频率跟踪算法,并对该算法进行频率跟踪的仿真验证和实验对比,在频率跟踪上实现了更好的效果,使换能器能够稳定工作在谐振状态,提高了电源的利用率。

新型燃油锅炉喷嘴宏观雾化特性实验研究

燃油锅炉的运行效果受喷嘴的雾化效果影响。基于此,本文提出一种新型组合式双油路空气雾化喷嘴并通过粒子图像测速法(PIV)对其雾化场进行测量,研究空气对双油路离心式喷嘴雾化性能的影响,为喷嘴研究提供实验依据。

流体动力式超声波喷嘴雾化特性的实验研究

根据超声波雾化机理和经过反复试验，研制了流体动力式超声波雾化喷嘴。分析了流体动力式超声波雾化的原理与特点，分别用水和180号重油作为介质对喷嘴雾化特性进行了实验，测试了不同雾化空气压力、液体压力条件下沿喷嘴轴向的粒径分布，并对雾化特性进行了理论分析。用水作为雾化介质时，雾化粒径在实验条件下基本保持在10—16μm；用180号重油作为雾化介质时，即使在入口温度50℃的低温下，雾化粒径在实验条件下亦保持在10-15μm范围内，证明该喷嘴对重油有良好的雾化效果，具有较大的应用价值。

超声波雾化喷嘴的设计

在超声波雾化设计原理的基础上,将雾化喷嘴按照用途进行了分类,总结了三类超声波雾化喷嘴。在研究雾化汽油等燃料类的喷嘴、雾化水类的喷嘴的基础上,着重叙述了制取微细金属粉末的超声波雾化喷嘴;在固体雾化技术研究的基础上,研制成一种新型的雾化喷嘴———双层固体技术雾化喷嘴,叙述了它的工作原理和雾化机理,并进行了简单的实验验证。

超声波雾化喷嘴的试验研究

研究了超声波喷嘴的结构和加工工艺对喷嘴雾化性能的影响,得到喷嘴的最佳结构参数和加工工艺并测定该喷嘴的雾化特性。试验表明,该喷嘴能满足雾化要求,雾化剂占水量的15%以下,水珠平均直径在60～70μm范围。

基于超声波雾化的发动机燃油供给系统设计

针对化油器式摩托车发动机油耗高、排放不好,电喷式价格贵等特点,笔者设计了一套基于超声波雾化的燃油供给系统代替化油器。新系统采用超声波雾化系统提供燃油,雾化后的燃油成微米级雾粒,增大燃油与空气接触混合的面积,使燃油混合更加均匀。实验结果显示,使用新系统发动机比原化油器式发动机尾气中HC、CO浓度明显降低,CO2增大,从而表明燃油燃烧更加充分,达到节能减排的效果,成本与化油器式相当。

预膜式杆射哨超声波喷嘴雾化特性研究

为了探索超声波喷嘴应用于脉冲爆震发动机的可行性,设计了一种预膜式杆射哨超声波喷嘴,并采用激光粒度仪和高速相机对其雾化特性进行了实验研究,得到了其流量特性、液滴索太尔平均直径SMD和雾化角度。实验结果表明:在满足喷嘴流量的要求下,平均雾化粒径SMD约为20μm,液滴尺寸分布指数N大于2;SMD随油压差的变大而略有增大,随气液比ALR的增加而减小;随着测点距喷嘴出口的距离变大,SMD增大;共振腔距离喷嘴出口15mm时雾化效果最好;喷雾角度随着油压差的增加而增大。

某航空燃油喷嘴雾化特性分析及结构优化

燃油雾化在航空发动机预混燃烧过程中起着至关重要的作用.为提高某航空燃油喷嘴的雾化特性,改进和优化其结构参数,采用流体体积(VOF)界面捕捉算法和正交试验设计相结合的方法,研究了喷嘴的内部流动及结构参数(扩张角、直线段长度、旋流槽升角、旋流槽个数)对雾化特性的影响规律.结果表明:旋流槽上的局部漩涡影响喷嘴内部燃油流动,通过改变旋流槽入口的结构形式消除局部压力损失;旋流槽个数对索特尔平均直径(SMD)的影响最为显著,扩张角是影响雾化锥角最大的因素,存在一个最优的旋流槽升角使油膜厚度最小,直线段长度对雾化特性的影响相对较小;当扩张角为60°、直线段长度为0.25 mm、旋流槽升角为45°、旋流槽个数为2时,优化效果最佳.优化后的喷嘴油膜厚度减小了43.68%,雾化锥角增加了3.70%,SMD减小了14.79%.

燃油微喷嘴加工质量对雾化特性的影响及工艺优化

燃油微喷嘴的雾化性能影响航空发动机燃烧室的燃烧性能,微铣削加工后微喷嘴表面的加工残留和毛刺是导致雾化性能不达标的重要原因。为了研究壁面加工质量对燃油喷嘴雾化性能的影响规律并制定相应的工艺解决方案,建立了微喷嘴的加工残留模型和毛刺模型,采用计算流体动力学方法研究加工残留和毛刺对微喷嘴雾化性能的影响机理及规律。结果表明:壁面加工残留和毛刺均有利于促进液体破碎,形成的雾滴粒径更小,壁面残留导致喷雾锥角过大且均匀度差,但毛刺主要导致雾化均匀度差。为了降低燃油喷嘴内表面粗糙度,减少壁面毛刺,采用聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)毛刺抑制技术和微细喷砂技术进行工艺优化,结果表明:PMMA毛刺抑制技术和微细喷砂技术均可应用于喷嘴加工,分别使壁面粗糙度降低23%和30%,表面粗糙度从0.83μm分别降低到0.64μm和0.58μm。2种技术均能够显著抑制切削加工毛刺和去除切削加工残留。

超声波雾化喷嘴的研究进展

综述了超声波雾化喷嘴的研究进展情况，介绍了几种不同类型超声波雾化喷嘴的结构特点，简述了超声雾化机理。有关院所通过实验摸索超声雾化燃烧器声学参数声压、频率等的变化规律，根据实验数据分析了声学参数随喷嘴结构参数变化的规律，并建立了相关的经验公式。

超声波高粘重油雾化喷嘴的性能和应用

综述了超声波在降粘方面的作用及超声波油喷嘴的结构特点 ,分析了其作用机理。通过试验验证了超声波的降粘效果 。

直射式气动雾化喷嘴对燃烧室性能的影响

为了深入分析燃油喷嘴对燃气轮机燃烧室性能的影响,针对燃气轮机燃烧室中的直射式气动雾化喷嘴开展了数值模拟,获得了气流流量、燃油流量和气液比对雾化性能的影响规律,喷嘴的雾化性能参数包括雾化粒径和雾化锥角。结果表明:气液比和气流流量对该型喷嘴的雾化性能有显著影响,燃油流量对雾化性能的影响较小;气液两相间相对速度是影响该型喷嘴雾化性能的决定因素,相对速度增大有利于减小雾化粒径,并增大雾化锥角;气流流量和气液比的增大均有利于雾化粒径的减小,燃油流量的增加将使雾化粒径增大;增大气流流量、气液比和减小燃油流量均可使雾化锥角增大;该型喷嘴的雾化锥角变化范围为30.12°~41.24°,雾化粒径变化范围为131.46~186.52μm。喷嘴可实现在较小的雾化锥角变化范围内获得较宽的雾化粒径变化,以此匹配燃气轮机燃烧室不同工作状态,具有较高的实用价值。

渐扩切向槽角度对低压燃油雾化喷嘴流动特性影响的数值研究

油枪点火与助燃在燃煤锅炉上应用较为普遍。但在应用中油喷嘴雾化所需的压力较高（2．0-2．5MPa），耗油量较大，使整个油系统的维护工作量增大。并影响运行的经济性。为减小运行压力，文中提出有渐扩切向槽式旋流雾化油喷嘴，建立了有渐扩切向槽旋流雾化喷嘴的三维流动数学模型，采用k-ε／RNG模型和SIMPLE方法数值模拟了有渐扩切向槽偏转角的低压燃油喷嘴的流动特性，并对不同渐扩切向槽角度θ时的喷嘴流动特性进行了比较，结果表明：渐扩切向槽的偏转角目大小对其流动特性影响较大，偏转角环能为负值，因其能量损失较大；当渐扩角度θ=6°时，其能量损失最小，喷嘴内轻柴油流动刚好形成实心的锥体，喷嘴回流刚好消失，此后，随着鳓增加，能量损失也增加；切向槽只要存在渐扩角度，其能量损失均小于无渐扩（缩）角度的情况，切向槽外扩角度（正值）的能量损失小于切向槽内扩角度。

离心式喷嘴粒子尺寸分布的雾化特性试验研究

在离心式喷嘴结构设计的基础上,对喷嘴粒子尺寸分布的雾化性能进行了试验研究。研究结果表明该喷嘴的雾化液滴索太尔平均直径不超过150μm,探讨了喷嘴出口压力对索太尔平均直径的影响。

矩形燃烧室试件中双旋流空气雾化喷嘴燃油分布实验研究

对装有 3个双旋流气动雾化喷嘴的矩形燃烧室试件 ,在头部流场测出的情况下 ,用燃气分析技术对燃油分布进行实验研究。实验结果表明 ,在回流区以及两个喷嘴之间的区域局部油气比很高但燃油质量流量低 ;而在主流区内的局部油气比接近恰当比但燃油质量流量高。

内超声气泡雾化喷嘴实验研究

利用 PS- 激光衍射粒度仪对一种新型内超声气泡雾化喷嘴进行了实验研究 ,主要分析了喷嘴内簧片哨的不同结构尺寸和工作状况对液体雾化颗粒直径分布的影响。

气液同轴双离心式喷嘴宏观雾化特性实验研究

为掌握燃气轮机燃烧室喷嘴的雾化规律并优化其雾化效果,本文以液态水为工质,对新型气液同轴双离心式喷嘴雾化特性展开实验研究。利用粒子图像测速法研究了改变气、液进口压力对雾化液滴速度场、雾化锥角和液膜破碎长度的影响,通过分析雾化图像对喷嘴的雾化机制进行探究。结果表明,液体进口压力不变时,气体进口压力增加可使雾化状态由空心锥状向实心锥状过渡,同时液膜破碎依次经历了表面波主导破碎、波动雾化破碎以及气动雾化破碎三种模式。液体进口压力为0.7MPa时,气体进口压力增大,雾化模式由表面波破碎向波动雾化破碎过渡,雾化液锥收缩,液膜受气动力作用向下游展开,液膜破碎长度呈先增大后减小的规律。雾化处于气动雾化破碎模式时,雾化锥角逐渐稳定。对喷嘴下游40mm处液滴速度值分析表明,随着液压增大,有/无气旋对雾化液滴速度增幅稳定在8%。

燃油锅炉油喷嘴雾化效果分析与改进措施

文章针对燃油锅炉油喷嘴雾化效果差、油枪滴油和油枪及炉膛受热面结焦、喷嘴破口、油枪需要频繁拆卸清洗等运行故障,分析了燃油锅炉油喷嘴的雾化效果和影响参数,提出了改进油喷嘴运行状况的一些措施,使燃油锅炉的运行质量和效率都得到了提高。