貧油預混預蒸發(fā)燃燒室頭部主級燃油霧化蒸發(fā)特性研究.pdf

1、本文采用試驗和數(shù)值模擬相結合的方法對貧油預混預蒸發(fā)（LPP）低污染燃燒室頭部主旋流器葉片通道中燃油直接射流入橫向氣流霧化與蒸發(fā)過程開展相關研究。LPP低污染燃燒室的排放性能主要決定于其燃油在燃燒室內(nèi)的空間分布與蒸發(fā)特性。由于LPP低污染燃燒室正常工作時超過80％以上的燃油由主級噴嘴直接噴出，因此，主級燃油的霧化與蒸發(fā)特性直接決定了LPP低污染燃燒室的排放特性。主級燃油的供給通常采用直接噴射的方式，在主級旋流器葉片通道中霧化、蒸發(fā)，并與空

2、氣摻混，形成預混或半預混可燃混氣，進入火焰筒內(nèi)均勻燃燒，主燃區(qū)燃燒溫度較低，因此生成的NOX排放較少。本文主要研究主級旋流器葉片通道內(nèi)的單點燃油直接噴射過程中的霧化與蒸發(fā)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用高速攝影儀捕捉燃油直接噴射入橫向氣流中的霧化過程，分別研究了不同的進口參數(shù)和三種噴嘴直徑對燃油噴射入橫向氣流中霧化過程的影響。試驗結果表明：進口橫流韋伯數(shù)（We數(shù)）是影響射流在橫向氣流中霧化模式的主要因素；噴嘴直徑在一定程度上決定

3、了射流初次霧化液滴（團）的尺度，動量比q對霧化液滴尺度具有直接影響，而We數(shù)則是射流霧化后液滴尺度分布的決定因素；動量比q是決定射流穿透軌跡的主要因素。⑵采用高速攝影儀和旋風分離的方法，對射流在橫向氣流中的蒸發(fā)率進行了試驗研究，對試驗中某噴嘴在不同進口條件和不同測量截面的燃油蒸發(fā)率進行了試驗研究。結果表明：隨著動量比q的增大，橫截面上燃油蒸發(fā)率提高；進口氣流We數(shù)增大，橫截面上燃油蒸發(fā)率顯著提高，對于射流液霧在橫截面上蒸發(fā)率的影響，We

4、數(shù)是主導因素；在葉片通道內(nèi)，射流隨著噴嘴下游軸向距離的增加，橫截面上燃油蒸發(fā)率急劇增大；所采用的兩種測量方法均具有一定可靠性，并且兩種方法測量所得的試驗結果相對誤差較小。⑶采用商業(yè)軟件Fluent對射流在橫向氣流中的霧化過程進行數(shù)值模擬，通過對比不同數(shù)值模擬方法計算結果與試驗結果，得到較為準確的數(shù)學模型，并且通過數(shù)值模擬的方式對射流在橫向氣流中霧化過程進行了不同進口條件的模擬，計算結果表明本文采用的數(shù)值方法能夠較好模擬射流在橫向氣流中霧