旋流空气流场与燃油喷雾场相互作用的影响

摘要

本研究采用欧拉-拉格朗日方法，系统地研究了离心喷嘴在单级旋流空气流场中的雾化特性．通过深入分析空气流速及旋流器几何结构对流场特性及燃油雾化特性的影响，揭示了燃油喷雾场与旋流空气流场之间的相互影响机制．结果表明：喷雾场的存在仅对喷口附近流场产生了一定影响，而对远离喷口的其他区域影响较小．此外，空气流速主要影响燃烧室内流场的速度分布，而对流场结构及尺度未产生明显影响．空气流速为0～40 m/s时，随着空气流速的增大液滴整体向上游偏移，喷射距离减小，部分液滴之间发生碰撞聚合且范围逐渐扩大，索特尔平均直径(sauter mean diameter,SMD)增大，液滴数量减少；空气流速大于60 m/s时，喷雾锥破碎为粒径相差较大的两部分，随空气流速增加液滴碰撞聚合范围减小，破碎范围逐渐扩大，SMD减小，液滴数量与喷射距离增加．当空气流速一定时，通过优化旋流器叶片数量、径向长度及角度等几何参数，能有效地改变流场特性，从而进一步提升燃油的雾化质量．此外，燃烧室内中心回流区与喷雾锥角之间存在明显的正相关关系，即随着中心回流区的扩大，喷雾锥角也相应增大．

关键词

离心喷嘴 / 流场 / 喷雾场 / 索特尔平均直径 / 喷射距离