不同结构内混式抑尘喷嘴雾化特性实验研究

摘要

【目的】为了研究喷嘴结构对内混式喷嘴雾化特性的影响。【方法】采用粒径分析和粒子图像测速（PIV）系统，在相同的初始条件下对3种不同内混式喷嘴的雾化特性进行了对比分析。进一步地，利用Fluent软件对喷嘴的内部流动特性和雾化场射流特性开展了数值模拟，以揭示内部结构与雾化性能之间的内在联系。【结果】研究结果表明：随着供水压力的逐步增加，三种内混式雾化喷嘴在雾化射程、雾化角度、雾滴速度以及雾滴粒径方面均展现出显著的增大趋势，喷嘴的雾化范围受到喷孔形状的影响显著，其中扇形喷孔的喷雾作用范围最广，而圆形喷孔则在喷雾射程上表现最佳。在较高的气水压力比（ALR）下，混合腔较长的喷嘴能够维持理想的雾滴粒径，在相同的初始边界条件下，空气帽出口处为圆形的喷嘴所产生的雾滴速度高于扇形喷嘴。数值模拟结果与实验数据基本一致，VOF多相流模型预测的雾化角度与实验观测值几乎吻合。模拟进一步揭示了液相在扇形喷孔喷嘴混合腔内部的回流现象，导致大液滴被压缩空气推向两侧，形成了发散态的雾化场。相比之下，圆形喷孔喷嘴的混合腔内液相集中于中央，形成了集束态的雾化场，且在喷口附近，雾滴速度随轴向距离的增加而降低，雾滴粒径则随之增大。

关键词

内混式喷嘴 / 空气助力 / 雾化特性 / 数值模拟 / 结构参数