小尺度燃烧室雾化特性：离心式喷嘴的实验研究

"离心式喷嘴在小尺度燃烧室内雾化特性的实验研究，赵娜，余永刚。文章探讨了液体工质在小尺度模拟燃烧室内的雾化过程，设计了一种四旋流槽离心式喷嘴，并利用相位多普勒粒子动态分析仪(PDA)进行详细研究。" 本文主要研究的是离心式喷嘴在小尺度燃烧室内的雾化特性，这是燃烧技术和推进领域中的一个重要议题。离心式喷嘴因其能够高效地将液体燃料转化为细小液滴而广泛应用于各种燃烧系统，特别是在小型设备中，如航空发动机或火箭发动机的燃烧室。实验设计了一种带有四个旋流槽的新型离心式喷嘴，这种设计旨在优化雾化效果，提高燃料与空气的混合效率。 采用的相位多普勒粒子动态分析仪(PDA)是一种先进的测量技术，能够实时、非侵入性地获取液滴的速度、大小和分布等关键信息。通过PDA，研究人员能够深入理解喷嘴内部和燃烧室内的流动和雾化行为，这对于优化燃烧室性能、减少不完全燃烧和污染物排放至关重要。 实验结果揭示了喷射压力对液滴垂直速度(vz)的影响随轴向距离的增加而减小。这意味着在靠近喷嘴的地方，喷射压力对液滴速度的影响更大，而在远离喷嘴的区域，这种影响逐渐减弱。同时，发现液滴的平均直径(D32)和垂直速度(vz)都随着径向距离(R)的增加而减小，这表明液滴在向燃烧室壁面扩散的过程中逐渐破碎和加速。值得注意的是，由于壁面反弹效应，液滴速度在较大R处可能出现负值，这反映了液滴与壁面交互作用的复杂性。 与大气环境相比，相同喷射压力下，模拟燃烧室内液滴的参数（如速度和尺寸）周向分布的波动更加显著。这可能是因为在封闭的小尺度燃烧室内，局部流场的不均匀性和湍流效应更为突出，导致液滴分布的不一致性。 关键词：小尺度燃烧室、雾化特性、离心式喷嘴、PDA 赵娜和余永刚的这项工作提供了对小尺度燃烧室内离心式喷嘴雾化特性的深入洞察，为理解和改进燃烧室设计提供了宝贵的实验数据和理论基础。未来的研究可能将进一步探索不同工况下的雾化行为，以及如何通过调整喷嘴设计来优化燃烧效率和环境影响。