旋轉(zhuǎn)射流破碎霧化機理的實驗研究.pdf

1、旋流噴嘴在工業(yè)上有廣泛的用途,對它射流破碎霧化機理的研究具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。但是,人們對旋流噴嘴射流特性及其破碎機理的認識還不是很清楚,本文探討了旋轉(zhuǎn)射流的特性及其破碎機理。
　　 為了滿足實驗研究的需要,建立了一套由恒壓連續(xù)噴射系統(tǒng)、光學(xué)拍攝系統(tǒng)和粒度測量系統(tǒng)組成的實驗系統(tǒng)。其中,光學(xué)拍攝系統(tǒng)采用了漫射背景散射成像法和高速攝影法。實驗中的旋流噴嘴采用了套筒和旋芯的組合結(jié)構(gòu),旋芯內(nèi)的旋流室用于旋轉(zhuǎn)射流。該組合具有旋

2、流特性好,結(jié)構(gòu)尺寸易于測量和改變,產(chǎn)生的射流對稱性好等諸多優(yōu)點。
　　 研究了旋流噴嘴近區(qū)域的流動特性并分析了噴射壓力、噴射介質(zhì)、噴嘴結(jié)構(gòu)對流動特性的影響。結(jié)果表明:提高噴射壓力將明顯提高噴嘴的體積流量,增大噴孔直徑將增大噴嘴的體積流量,增大旋流室直徑將減小噴嘴的流量,減小旋流室入口角度,將明顯增大噴嘴的體積流量；增大噴射壓力將明顯增大近區(qū)域的形狀尺寸,噴射介質(zhì)的表面張力越小射流的形狀尺寸越大,噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)對射流有影響,增大噴

3、孔直徑將明顯增加射流外形尺寸,而旋流室直徑對射流的形狀影響較小,增大噴孔的出口長徑比將減小射流的外形尺寸,增大旋流室入口角度,將增大射流的外形尺寸；內(nèi)外壓力差的存在束服了射流在自由空間中的擴展,使射流的外形尺寸減小。
　　 研究了射流表面波紋的信息,并分析了噴射壓力、噴射介質(zhì)和噴嘴結(jié)構(gòu)對其的影響。得到如下結(jié)論:增大噴射壓力,將使射流破碎的越早,射流的霧化變好；噴射介質(zhì)的表面張力越小,射流表面褶皺越大,破碎越短；減小噴孔直徑,增大

4、旋流室入口角度,減小噴嘴出口長徑比,增大旋流室直徑都將導(dǎo)致射流破碎出現(xiàn)的更早。
　　 研究了射流破碎的宏觀特性:噴霧錐角、破碎距離和粒度。結(jié)果表明:增大噴射壓力,增大噴嘴直徑,減小噴嘴出口長徑比,增大旋流室直徑,增大旋流室入口角度都將增大噴霧錐角；噴射介質(zhì)對噴霧錐角的影響不是很大。增大噴射壓力,旋流室直徑越大,噴嘴出口長徑比越小,增大旋流室入口角度將使破碎距離L減小,但L始終不為零。增大噴射壓力,減小噴孔直徑可以減小霧化粒度SM