Y型、内混喷嘴冷态实验研究

Y型、内混喷嘴冷态实验研究
喷嘴的应用范围十分广泛,几乎包含所有工业领域、交通运输、农业生产,和人们的日常生活。

喷嘴的种类繁多,其中以燃油为主的油烧嘴在工业应用中较为广泛,而油烧嘴又包括:机械雾化喷嘴、气流式雾化喷嘴、联合雾化喷嘴;其中气流式雾化喷嘴的主要形式为Y型喷嘴和内混式喷嘴。

Y型喷嘴和内混式喷嘴是由空气(或者蒸汽)和燃油共同作用下发生的雾化,属于两相混合流体作用雾化过程,因此其流量特性和雾化特性更为复杂,是目前喷嘴研究热点和难点。

为了进一步获得Y型喷嘴和内混喷嘴的流量特性和雾化特性,本文在总结前人的研究基础上,着重对几种油嘴的设计方法进行理论分析和比较,并搭建了喷嘴雾化实验台进行了针对性实验验证和研究,从而获得了在保证良好雾化情况下的流量系数、最佳截面比、最优混合段长度等关键参数,为油嘴的优化设计指明了方向。

本实验进行的是冷态实验,进行了以水代油、空气代替过热蒸汽的喷嘴冷态实验研究,得出了以下结论,其中F1为气孔截面积、F2为油孔截面积、F3为混合孔截面积:Y型喷嘴:(1)燃油压力p2=0.65MPa,雾化剂压力p1=0.5MPa时,截面比(F1+F2)/F3为0.6时喷油量误差最小;从雾化效果来看,截面比(F1+F2)/F3在0.5～1.5的范围内,截面比越大,雾化效果越好。

在实际应用中应根据设计误差、调节度和雾化粒度的综合要求来考虑。

(2)液体在中间的Y型喷嘴与气体在中间的Y型喷嘴相比,流量误差小,建议在实际应用中使用液体在中间形式的喷嘴;内混喷嘴:(1)在燃料油压力为
0.5MPa,雾化气体压力为0.6MPa的情况下,混合室压力比为0.7,油孔流量系数为0.88时设计喷嘴的误差较小、雾化效果较好;(2)在燃料油压力为0.5MPa,雾化气
体压力为0.6MPa的情况下,内混喷嘴雾化效果较好的(F1+F2)/F3值为0.5和0.625,相应的F3/F1值为2.57和2.18;(3)在燃料油压力为0.5MPa,雾化气体压力为0.6MPa的情况下,取混合段长度L3=3D3最好。