氣泡霧化噴射中氣液兩相作用及射流噴霧的研究.pdf

1、燃油噴射及霧化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能具有重要影響。氣泡霧化噴射具有能夠在低壓低耗氣率下實(shí)現(xiàn)良好霧化、霧化效果對(duì)液體粘性不敏感以及霧化效果受噴孔參數(shù)影響較小等特點(diǎn)，因此在內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、焚燒爐、噴涂等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
　　論文以氣泡霧化噴嘴為研究對(duì)象，開展了氣泡霧化噴嘴混合室內(nèi)氣液兩相混合形態(tài)、噴嘴噴孔區(qū)域氣液流動(dòng)行為、噴嘴內(nèi)氣液流型對(duì)噴霧形態(tài)影響、氣相膨脹擾動(dòng)對(duì)氣泡霧化噴嘴射流破碎影響、氣泡霧化噴射聲波信號(hào)時(shí)頻特性、氣泡霧化噴射不穩(wěn)

2、定射流影響因素等研究;研究工作對(duì)于氣泡霧化噴嘴射流霧化機(jī)理認(rèn)識(shí)的深化和完善具有重要的意義，研究成果可以為氣泡霧化噴射技術(shù)的研究提供重要的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　在參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)氣泡霧化噴嘴結(jié)構(gòu)及參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了可視化氣泡霧化噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定了可視化氣泡霧化噴嘴結(jié)構(gòu)組成及各部分結(jié)構(gòu)參數(shù);設(shè)計(jì)的氣泡霧化噴嘴具有較好的互換及調(diào)整功能，并可實(shí)現(xiàn)較好的可視化觀測(cè)效果。搭建了氣泡霧化噴射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);給出了氣泡霧化噴射實(shí)驗(yàn)研究時(shí)噴嘴內(nèi)氣液流動(dòng)

3、形態(tài)及參數(shù)、噴霧形態(tài)及參數(shù)以及氣泡霧化噴射聲波信號(hào)的采集及處理方法。
　　利用氣泡霧化噴射可視化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行了噴嘴混合室內(nèi)氣液兩相流型及其影響因素研究以及攪拌流和泡狀流時(shí)氣液形態(tài)特征研究。建立了氣泡生成仿真模型和噴嘴內(nèi)氣液兩相流動(dòng)仿真模型;在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了充氣孔處氣泡生成、脫離及其影響因素研究以及混合室內(nèi)含氣率時(shí)空分布特性和噴嘴內(nèi)氣液流場(chǎng)結(jié)構(gòu)特征研究。通過(guò)研究，明確了不同條件對(duì)氣泡霧化噴嘴混合室內(nèi)氣液流型形成以及特定流型時(shí)氣液

4、形態(tài)特征的影響規(guī)律、混合室充氣孔處氣泡形態(tài)演變規(guī)律和氣泡脫離機(jī)制以及混合室內(nèi)不同流型時(shí)流動(dòng)參數(shù)的時(shí)空分布特性。
　　建立了氣泡霧化噴嘴噴孔區(qū)域氣液兩相流動(dòng)仿真模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了不同流型時(shí)噴孔內(nèi)氣液形態(tài)發(fā)展和單氣泡形態(tài)及時(shí)變特性研究、噴孔出口截面流動(dòng)參數(shù)脈動(dòng)特性研究;利用能量統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行了單氣泡通過(guò)噴孔時(shí)氣泡膨脹勢(shì)能釋放研究。通過(guò)研究，明確了氣泡霧化噴嘴內(nèi)不同氣液流型時(shí)噴孔內(nèi)氣液形態(tài)特征以及氣泡通過(guò)噴孔時(shí)膨脹、拉伸及破裂過(guò)程的

5、形態(tài)演變機(jī)理以及噴嘴內(nèi)不同氣液流型時(shí)噴孔出口截面流動(dòng)參數(shù)的脈動(dòng)特性。
　　通過(guò)氣泡霧化噴射可視化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了噴嘴內(nèi)不同氣液流型時(shí)噴霧形態(tài)的研究;通過(guò)仿真方法，進(jìn)行了噴嘴內(nèi)不同氣液流型時(shí)噴霧場(chǎng)中液滴分布特性的研究。通過(guò)研究，提出了基于噴嘴內(nèi)部氣液流型的氣泡霧化噴嘴射流噴霧仿真方法;明確了氣泡霧化噴嘴內(nèi)不同氣液流型時(shí)噴霧形態(tài)的變化規(guī)律及其脈動(dòng)特性以及噴霧場(chǎng)中液滴的分布特性。
　　通過(guò)氣泡霧化噴射可視化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了基于氣相膨脹擾動(dòng)

6、作用的射流形態(tài)的實(shí)驗(yàn)研究;建立了氣相膨脹擾動(dòng)作用下射流及含氣液絲破碎仿真模型，進(jìn)行了氣相膨脹擾動(dòng)作用下射流破碎形態(tài)及含氣液絲二次破碎的仿真研究。通過(guò)研究，明確了氣相膨脹擾動(dòng)作用下氣泡霧化噴嘴射流的破碎規(guī)律以及射流及含氣液絲二次破碎的形態(tài)演變特征。
　　提出了氣泡霧化噴嘴射流噴霧的聲波信號(hào)時(shí)頻分析研究方法;利用AOK時(shí)頻譜和HHT邊際譜方法，進(jìn)行了氣泡霧化噴射噴嘴內(nèi)典型流型時(shí)聲波信號(hào)特征、聲波信號(hào)振幅波動(dòng)特性、聲波能量影響因素以及不