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1、第52卷第12期机械工程学报Vol.52No.122016年6月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJun.2016DOI：10.3901/JME.2016.12.158*基于双电极荷电雾化的乙醇锥-射流特性1,21,21,21,21,2甘云华张夏佟洋陈小文杨泽亮(1.华南理工大学电力学院广州510640；2.广东省能源高效清洁利用重点实验室广州510640)摘要：为合理设计微型荷电喷雾燃烧器，开展液体乙醇雾化试验研究。基于毛细管电极-环形电极-网格双电极燃烧器，得到稳定的锥-射流雾化工作模式。采用光学
2、可视化方法获得雾化形态，测量锥角及电压，并与单毛细管电极的雾化结果进行了对比，讨论环形电极对锥-射流雾化模式的影响。理论分析荷电雾化锥-射流模式产生的液锥面受力情况，在液锥垂直面上基于受力平衡建立力学模型，并根据双曲线模型，求解液锥的半锥角。研究表明：在电压达到一定值时，流体会形成具有固定oo锥角的锥-射流，该临界锥角远小于Taylor半锥角49.3，更加接近理论计算值34.72。在相同雾化模式下，双电极形成的锥-射流锥角小于单电极形成的锥角。采用双电极雾化装置，选择合适电压的环形电极，可以显著降低毛细管电压，促进稳定的锥-射
3、流雾化的形成。关键词：双电极；荷电雾化；力学模型；双曲线模型；锥-射流中图分类号：TK16Cone-jetCharacteristicsofEthanolbyElectrosprayingUsingDoubleElectrodes1,21,21,21,21,2GANYunhuaZHANGXiaTONGYangCHENXiaowenYANGZeliang(1.SchoolofElectricPower,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640；2.GuangdongProv
4、inceKeyLaboratoryofEfficientandCleanEnergyUtilization,Guangzhou510640)Abstract：Inordertodesignamicro-scaleelectrosprayingcombustorreasonably,someexperimentsofelectrosprayingarecarriedoutusingliquidethanolasfuel.Astablecone-jetmodeisobtainedbasedonthenewcombustormain
5、lyconsistingofacapillary,aringelectrodeandastainlesssteelgrid.Theelectrosprayingmodeisvisualized,coneangleandvoltagearemeasured.Thecomparisonisperformedbetweenwiththoseofsinglecapillaryelectrodecombustor.Theeffectofringelectrodeoncone-jetmodeisdiscussed.Thestressdis
6、tributionontheconesurfaceisanalyzedintheelectrosprayingcone-jetmode.Basedontheforceequilibriumontheverticalsurfaceofcone,themechanicalmodelisestablished.Accordingtohyperboloidalmodel,thesemi-coneangleiscalculatedtheoretically.Theresultsshowthatthefluidacquiresastabl
7、eshapewhenthevoltagereachedacertainvalue,theoocriticalsemi-coneangleisfarlessthantheTaylorangleof49.3,closertothetheoreticallycalculatedvalueof34.72.Underthesamesprayingmode,theconeformedusingdoubleelectrodescombustorislessthanthatformedusingsingleelectrodecombustor
8、.Thecapillaryelectrodevoltagecanbesignificantlyreducedwhenadoptingthedoubleelectrodescombustorandchoosinganappropriateringelectrodevoltage
