气泡雾化喷嘴流量特性的实验研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com气泡雾化喷嘴流量特性的实验研究刘联胜～傅茂林王海(天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室)吴晋湘、王恩宇孙柏厚韩振兴闫运忠———一(天津河北工业大学动力系300132)TK~2／．牛2摘要两种不同结构形式的气泡雾化喷嘴．通过实验对其流量特性和混合室内的漉型进行了研究。分析实验现象和实验敷据发现：喷嘴混合室内的漉型取决于混合室直径n、气液质量流量比ALR、注气孔截面积及气压、藏压等参数f喷嘴的流量特性则主要受注气孔截面积A、喷嘴出口截面积A及运行压力等参数影响}魂量系敷C与参数呈线性关系。另外．通过理论分析推导出喷嘴临界流量公式；M—Ac．

2、,／—(1--ALR—)／ALR．且计算值与实验点符合良好。关键词_!竺’三兰苎兰’苎ExperimentalStudiesontheFlow-rateCharacteristic0fE仃ervescentAtomizersLiuLianshengFuMaolinWangHal(TianjinUniversity)WuJinxiangWangEnyuSunBaihouHanZhenxingYangYunzhong(HeheiUniversityofTechnology)AI~tractThispaperstudiestheflow-ratecharacteristicsandthe

3、flow—patterninthemixing-chamberoftwodifferentkindsofeffervescentatomizers．Theresultsshowthattheflow—patterninthemix—ing-chamherdependsonthediameterofthemixing—chamber(D，)ALR·thesectionareaofair—in-jecrionorifice(：)andthepressuresofairandliquid(P2andP1)．whileA2andthesectionareaofdischargeorific

4、e(A)influencetheflow—ratecharacteristicslargely．Therelationshipbetweenthe原稿收到日期为l998—06—10、咎改穑收到日期为l998—08—10河北省自拣科学基金资助项目中国、夭律300072．维普资讯http://www.cqvip.com·298·燃烧科学与技术第5卷第3期dischargecoefficientandXcanhelinear．Accordingtothetheoryoftwophaseflowtwefoundthecritica1massflow-rare：M—^~／ALR．Keywor

5、ds：Atomizeref

6、ervesee~tatomization1Flow—ratecharacteristicstFlow—pattern引言重渣油是原油提取汽、柴、煤油后的残留物．燃油锅炉、窑炉、加热炉等燃烧设备的主要燃料，其沸点较高，挥发性差，且粘度及表面张力大．即使燃烧前加热到100~150C，其粘度仍有5～20。液体燃料的燃烧主要取决于其雾化情况，因此如何提高燃油雾化质量成为燃用重渣油的主要问题。现在国内使用的重油烧嘴普遍存在雾化颗粒大且不均匀、雾化介质耗量大、易于结焦堵塞等问题，因此研制开发工业用重油烧嘴十分必要。气泡雾化喷嘴是一种新型重油燃烧嘴，其雾化机理不同于压

7、力和气动雾化。在气泡雾化喷嘴中．气体在喷嘴出口上游以射流形式注人液体中，并在混合室内形成泡状流动；气泡在两相流动过程中加速、变形、膨胀，在喷嘴出口将液体挤压成丝线状，并于离开喷嘴出口极短的距离内，由于内外压差的增大而急剧膨胀直至“爆炸”，将液丝或液线炸成更加细微的颗粒气泡雾化喷嘴的优点在于使用的气体介质很少，可在小气液比下获得良好的雾化效果，雾化质量受液体牯度的影响较小。本文主要从结构和工作参数两方面对两种不同结构的气泡雾化喷嘴的流型、流量特性进行实验研究和理论分析。1喷嘴及实验装置实验用喷嘴分M、N两种共464种组合，喷嘴的结构示意见图1、2，各部分结构尺寸见表1、2。实验系统如

8、图3所示，包括高压气源、气体和液体储箱、管路系统和数据测量处理系统4圈1M豌嘴结构葡圈圈2N喷嘴结构筒圈一维普资讯http://www.cqvip.com1999年8月刘联胜等：气泡雾化喷嘴流量特性的实验研究·299-部分。实验在常温下进行，以压缩空气和水为介质，试验过程中的增压采用挤压方式。由空压机1产生的高压空气，通过阀门2、3进人气体储箱5和液体储箱6，在6内将液体增压至工作压力。由6流出的液体通过调节阀l4、涡轮转子流量计15进人喷嘴18；气体经由温度计9、压