旋流式气液同轴式喷油器在加压空间中雾化特性的试验研究(英文)

在增压条件下对一种旋流式气液同轴喷油器的雾化特性进行研究。在不同的环境背压条件下,采用PDPA测量距离喷口处70mm的液雾分布,研究了环境背压、气液相对速度、以及燃油流速对索特平均直径(Sauter mean diameter,SMD)的影响规律。结果表明:当保证燃油流速一定、气液相对速度一定的条件下,SMD随环境背压的增大而减小;当环境背压及燃油流速一定的条件下,SMD随气液相对速度的增大而减小;当保证雾化空气压力以及环境背压一定的条件下,燃油流速对SMD的影响规律存在一个拐点,随着燃油流速的增加,SMD先增加后减小,在文中的试验条件下,燃油流速拐点值约为9.91m/s。根据试验数据整理出SMD与环境背压、气液相对速度及燃油流速的拟合公式。

增压环境下旋流式气液同轴喷油器的雾化特性

引言在燃烧过程中,喷油器的功能是使燃料和氧化剂充分雾化和混合,以产生高效、稳定的燃烧。喷嘴的雾化燃烧特性关系到整个燃烧装置的性能及其工作稳定性[1]。旋流式气液同轴喷油器拥有优良的雾化和混合特性,能够满足大范围负荷调节下的雾化质量要求,是增压锅炉喷油器的最佳选择[2]。

气体中心式气液同轴离心多喷嘴耦合喷雾特性研究

高温燃气流风洞的加热段喷注面板由数百个气液同轴离心喷嘴组成,各喷嘴间存在强烈的喷雾干涉现象,导致喷雾场相互耦合。为探究气体中心式气液同轴离心喷嘴喷雾的耦合对雾化特性及流场均匀性的影响,通过实验和仿真的方式研究了不同气液比对多喷嘴雾化特性的影响,以及喷嘴间距和喷嘴数目对喷雾流强分布的影响。设计安装多喷嘴的喷注器,搭建喷雾检测实验台,采用高速相机拍摄喷雾图像,采用马尔文激光粒度仪测量喷雾场中的液滴尺寸;并设计了流强测量系统,以测量喷雾场的流强分布。采用流体体积法(Volume of Fluid,VOF)和网格自适应技术(Adaptive Mesh Refinement,AMR)对多喷嘴的耦合喷雾场进行模拟。结果表明,仿真结果与实验测得的流量分布基本吻合;在液体流量较大的工况下,喷雾锥角基本稳定,粒径大小受液膜撞击破碎和液滴撞击聚合双重作用的影响;随着喷嘴间距的增加,喷雾分布的不均匀性增强;并且当存在3个及以上喷嘴时,喷雾场两两相互干涉,在喷雾耦合区域出现流强高峰。

气液同轴离心式喷嘴雾化性能及优化设计研究

以气液同轴离心式喷嘴为研究对象,采用了一种优化后的代理模型和多目标优化算法对该喷嘴关键几何结构参数进行优化设计,得到了一个在低压状态下雾化性能更佳的新结构喷嘴。采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)对喷嘴进行流场分析,并用试验验证了CFD数值模拟的准确性。基于改进鲸鱼算法(Levy-WOA)优化的Kriging模型建立了雾化锥角、液膜厚度、质量流率的代理模型,研究了4个关键几何参数对雾化性能的影响规律。基于代理模型采用MOGWO算法进行多目标求解,得到了一个几何参数最优组合的喷嘴。研究结果表明:Levy-WOA优化的Kriging代理模型具有更高的拟合精度和更低的预测误差,并能有效的预测4个关键几何参数对雾化性能的影响;优化设计的新喷嘴较原始喷嘴,雾化锥角增大了4.829 2%,液膜厚度减小了39.696 0%,质量流率提高了13.084 3%;试验验证新喷嘴较原始喷嘴雾化锥角提高了4%,为其他喷嘴的设计提供了一种新的可行性方法。