燃烧学第5章液体燃料燃烧
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高等燃烧学-6液体燃料的燃烧
第四节 燃油喷嘴的雾化特性 一、油珠群的平均直径
算术平均直径：
d m (或 d 1)0 n id i n i
表面积平均直径：
d m ( 或 sd 2)0 n id i2
n1 /2 i
体积平均直径：
d m ( 或 v d 3)0 n id i3 n i1 /3
Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing 40044, P. R. CHINA E-mail: ，
第二节 燃油雾化过程 燃油雾化现象
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第二节 燃油雾化过程
燃油雾化过程
1. 液体由喷嘴流出形成液柱或液膜。 2. 由于液体射流本身的初始湍流以及周围气体对
二、离心喷嘴理论
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第三节 燃油雾化装置－喷嘴
二、离心喷嘴理论
空气涡核
离心式喷嘴内理想流体的伯努利方程
p1 2fu x 21 2fu 2p in 1 2fu i2n H 0 co . nst
第三节 燃油雾化装置－喷嘴 离心喷嘴
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《消防燃烧学》第5章 燃烧温度
t热
Q低
因此 ct3＋bt2＋at－Q低＝0 解方程即得t热
14
理论燃烧温度计算
理论燃烧温度表达式如下
t理 Q 低 Q空 Q 燃 Q分 V n c产
Q低、Q空、Q燃都容易计算 需要计算Vn.c产 更关键的是计算Q分
15
高温热分解
温度越高，分解越强；压力越高，分解较弱 工业炉中，只考虑温度，且只有大于1800度 才考虑热分解 并且只考虑CO2和H2O的热分解反应，则分 解热Q分
8
比热近似法
产物整体比热近似值法(表5－2)
根据具体的燃料成分计算V0 ＝(VCO2＋VH2O＋VN2 ＋…) ，根据燃料种类确定c产
适用性：燃烧产物的平均比热受温度的影响不 显著，特别是空气作助燃剂
CO2和H2O的比热对温度的变化比较敏感，N2不明 显 C和H燃烧以后，产物的比热虽然增加，但是不大 各种燃料燃烧以后产物的比热介于C和H的产物比 热之间，差别不大
理
t理 '
Q 低 Q空 Q 燃 V n c产
（3）计算不考虑Q分的i总，然后查图5－4得到t理
i总 Q低 Q空 Q燃 Vn
20
影响理论燃烧温度的因素
燃料种类和发热量
主要取决于单位体积燃烧产物的热含量 考虑Q低/V0，比考虑Q低的影响更符合规律
t理
Q 低 Q空 Q 燃 Q分 V n c产
t热 Q低 V 0 c产
与传热条件、炉子结构等因素有关吗？ 只和燃料性质有关
6
理论发热温度的计算
燃烧学西安交大液体燃料的燃烧
Pw—回油压力（回油管上回油调节 阀之前）
一、回油雾化器
设计方法：
Gmin 喷孔有效面积（扣除空气漩涡所占面积） 1、Pwl=0状态： GB 回油孔有效面积（扣除空气漩涡所占面积）
算出最大回油量GB、最小喷油量Gmin，则最大进油量= GB+ Gmin
2、 Gmax（点）由最大负荷决定。
二、蒸汽—机械雾化器
3 2
A的关系见图4-2。
一、机械雾化器
雾化角：出口处油雾两侧 边缘边界切线的交角。
tg
2
(1 ) 8 (2 1 )
一、机械雾化器
对流量系数，经验公式有 : A 东锅： 0.125 (公式适用范围:G 300, 且A 0.5 ~ 3.0) 30 热工所： 0.88 哈锅： 0.815
(4-25)
式中，、 、、 、、均为与雾化器结构有关的常数。 西安热工所试验得到相关经验公式。见（4-24）
Y 形雾化器的雾化粒度、雾化角均由试验确定。
• 据新华社北京奥运专电(记者高鹏) • 北京奥运会“祥云”火炬克服低温、低压、缺氧、 大风等极端不利条件。在珠峰之巅漂亮地燃烧， 举世为之惊叹。在这史无前例的壮举背后，凝聚 着无数智慧与辛劳。早在2001年7月13日北京申 奥成功，航天科工集团就成立了一个科技奥运领 导小组。2006年1月17日，北京奥组委正式致函 航天科工集团。委托其就奥运火炬珠峰燃烧技术 进行科研攻关，迄今已两年多。
wz=常数
一、机械雾化器
喷孔势位流动的中心处是一个空气漩涡，其直径是根据最大流量 的原则来确定的。 根据最大流量原则，就可以定出喷孔截面上扣除空气漩涡后的充 满度：
第5章 液体燃料燃烧分析
1、雾化角 喷嘴出口到喷雾炬外包络线的两条切线之间的夹角，也称
为喷雾锥角。α
喷嘴出口处的燃料细油滴组成雾化锥， 喷出的雾化气流不断卷吸炉内高温气体并 形成扩展的气流边界。
图5-9 雾化角示意图
条件雾化角。以喷口为圆心，距离r为半径（大流量喷嘴r 取100~150mm；小流量喷嘴r取40~80mm ）作弧，与边界线得
R 100 exp(bd1n ) R 100 exp[( dli )n ]
dlm R：液滴群中，颗粒直径大于dli的质量分数 n：均匀系数，一般数值2~4。 愈大，均匀性好
dlm：特征尺度（相当于 R 36.8% 时油滴直径）
dli：与R相应的液滴直径
雾化均匀度较差，则大液滴数目较多，这对燃烧是不 利的。但是，过分均匀也是不相宜的，因为这会使大 部分液滴直径集中在某一区域，使燃烧稳定性和可调 节性变差。最有利的雾化分布应根据燃烧设备类型、 构造和气流情况等具体条件而定。
1、压力式雾化喷嘴
• 压力式雾化喷嘴又称为离心式机械雾化器。它可以用在航空 喷气发动机、燃气轮机、柴油机以及锅炉和工业窑炉上。
工作原理：液体燃料在一定压力差作用下沿切向孔（或槽） 进入喷嘴旋流室，在其中产生高速旋转获得转动量，这个转 动量可以保持到喷嘴出口。当燃油流出孔口时，壁面约束突 然消失，于是在离心力作用下射流迅速扩展，从而雾化成许 多小液滴。
5、控制雾化的量纲一的数——韦伯（Weber）数
液滴的变形和碎裂的程度取决于作用在液滴上的力和形成
液滴的液体表面张力之间的比值。
g 气体密度（kg/m3）
Weg
g d1(vl vg )2
vl、vg 液体、气体速度（m/s）
液体表面张力（N/m）
dl 液滴的直径（m）
为喷雾锥角。α
喷嘴出口处的燃料细油滴组成雾化锥， 喷出的雾化气流不断卷吸炉内高温气体并 形成扩展的气流边界。
图5-9 雾化角示意图
条件雾化角。以喷口为圆心，距离r为半径（大流量喷嘴r 取100~150mm；小流量喷嘴r取40~80mm ）作弧，与边界线得
R 100 exp(bd1n ) R 100 exp[( dli )n ]
dlm R：液滴群中，颗粒直径大于dli的质量分数 n：均匀系数，一般数值2~4。 愈大，均匀性好
dlm：特征尺度（相当于 R 36.8% 时油滴直径）
dli：与R相应的液滴直径
雾化均匀度较差，则大液滴数目较多，这对燃烧是不 利的。但是，过分均匀也是不相宜的，因为这会使大 部分液滴直径集中在某一区域，使燃烧稳定性和可调 节性变差。最有利的雾化分布应根据燃烧设备类型、 构造和气流情况等具体条件而定。
1、压力式雾化喷嘴
• 压力式雾化喷嘴又称为离心式机械雾化器。它可以用在航空 喷气发动机、燃气轮机、柴油机以及锅炉和工业窑炉上。
工作原理：液体燃料在一定压力差作用下沿切向孔（或槽） 进入喷嘴旋流室，在其中产生高速旋转获得转动量，这个转 动量可以保持到喷嘴出口。当燃油流出孔口时，壁面约束突 然消失，于是在离心力作用下射流迅速扩展，从而雾化成许 多小液滴。
5、控制雾化的量纲一的数——韦伯（Weber）数
液滴的变形和碎裂的程度取决于作用在液滴上的力和形成
液滴的液体表面张力之间的比值。
g 气体密度（kg/m3）
Weg
g d1(vl vg )2
vl、vg 液体、气体速度（m/s）
液体表面张力（N/m）
dl 液滴的直径（m）
工程燃烧学-液体燃料的燃烧
（2）雾化方法 ）
机械式雾化
燃油在高压下通过雾化片的特殊机械结构将燃油雾化，通过喷油嘴喷出。 燃油在高压下通过雾化片的特殊机械结构将燃油雾化，通过喷油嘴喷出。 按该原理工作的雾化器有：直流式、 按该原理工作的雾化器有：直流式、离心式和转杯式
雾化后的油滴直径随雾化器内油压的增大而减小
介质式雾化
靠附加的雾化介质（蒸气或压缩空气）的能量来雾化的。根据其压力的不 靠附加的雾化介质（蒸气或压缩空气）的能量来雾化的。
油的雾化 三、液体燃料的喷雾燃烧 油滴的蒸发 油滴的燃烧过程 1、油的雾化 、 用雾化器将燃油分裂成许多微小而分散的油滴， 用雾化器将燃油分裂成许多微小而分散的油滴，以增 加燃油单位质量的表面积， 加燃油单位质量的表面积，使其能和周围空间的氧化 剂更好地进行混合，在空间达到迅速和完全的燃烧。 剂更好地进行混合，在空间达到迅速和完全的燃烧。 机械式雾化和 雾化的方法可分为机械式雾化 介质式雾化。 雾化的方法可分为机械式雾化和介质式雾化。
大多数油滴在燃烧室中边 蒸发、边混合。边燃烧， 蒸发、边混合。边燃烧， 在油滴表面附近形成一个 球形火焰面， 球形火焰面，在火焰面上 蒸气与空气相遇而进行燃 烧。如果油滴和周围气体 之间没有相对运动， 之间没有相对运动，那么 在油滴的周围形成一同心 的球状扩散火焰，称为全 的球状扩散火焰，称为全 周焰。 周焰。 当油滴与周围气体之间有 相对运动时， 相对运动时，火焰形状变 为椭圆形， 为椭圆形，而且随着气流 速度增大， 速度增大，椭圆形火焰会 沿着气流方向被拉长， 沿着气流方向被拉长，当 速度继续增大， 速度继续增大，火焰首先 会在油滴的迎风面上熄灭， 会在油滴的迎风面上熄灭， 然后渐向油滴后方转移， 然后渐向油滴后方转移， 直到油滴尾部某个位置为 形成所谓后流焰 后流焰。 止，形成所谓后流焰。
燃烧学讲义2014-第五章
dC 4 r D qm dr
2
火焰锋面
O2—C∞
δ
∵在∞：O2浓度C∞
C
r=r1,C=0
0
dr 4 DdC q m 2 r r1
1 1 4 D ( C 0) q m ( ) r1
r1
qm r1 4 DC
西安交通大学能源与动力工程学院
柴油 重油 ：初期 稳定期 后期
规律好（轻质油） 油滴受热膨胀，δ↑ 轻质部分受热蒸发，规律好 重质部分包覆，δ↑ 破裂，δ↓
西安交通大学能源与动力工程学院
32
四、合理配风
油雾燃烧基本上属于扩散火焰，不会回 火，也不易脱火。 保持火焰稳定性主要防止脱火：使用钝 体、稳焰器，或者值班火焰
第四节 液滴燃烧
一、 静止液滴的燃烧
二、 强迫气流中液滴的燃烧 三、 液滴群的燃烧 四、合理配风
第四节 液滴燃烧
①油滴为球形，其周围温度场、浓度场均匀 ②油滴随气流而动，与气流间无相对运动（Re=0） ③油滴表面温度近似等于饱和温度T0=Tb ④火焰锋面向内向外导热传递（忽略辐射），向内导 热量 = 产生的油气所需汽化潜热量 + 油气温度升高所 需热量，且忽略斯蒂芬流（油蒸汽穿过锋面逃逸的 量）=0 ⑤O2 从远方扩散而来在锋面上全部消耗掉，锋面O2 的 浓度=0，且O2 扩散到锋面的量符含化学反应中氧与 油的化学计量比
西安交通大学能源与动力工程学院
28
提升油滴燃烧 速度的措施
8 k r
Cp DC ln 1 ( T T ) r 0 H Cp
① ρr↓→k↑ ，轻质油的燃烧速度更快。 ② Cp↓,λ↑→k↑ ，气体导热性能好，燃烧更快。 ③ H↓→k↑ ，油的气化潜热少，燃烧更快。 ④Tr↑→k↑ ，燃烧环境温度高，燃烧更快。 ⑤ T0↓→k↑ ，油的饱和温度低，燃烧更快。 ⑥ D↑→k↑ ，湍流传质能力强，燃烧更快。 ⑦C∞↑→k↑ ，环境氧浓度高，燃烧更快。
2
火焰锋面
O2—C∞
δ
∵在∞：O2浓度C∞
C
r=r1,C=0
0
dr 4 DdC q m 2 r r1
1 1 4 D ( C 0) q m ( ) r1
r1
qm r1 4 DC
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柴油 重油 ：初期 稳定期 后期
规律好（轻质油） 油滴受热膨胀，δ↑ 轻质部分受热蒸发，规律好 重质部分包覆，δ↑ 破裂，δ↓
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32
四、合理配风
油雾燃烧基本上属于扩散火焰，不会回 火，也不易脱火。 保持火焰稳定性主要防止脱火：使用钝 体、稳焰器，或者值班火焰
第四节 液滴燃烧
一、 静止液滴的燃烧
二、 强迫气流中液滴的燃烧 三、 液滴群的燃烧 四、合理配风
第四节 液滴燃烧
①油滴为球形，其周围温度场、浓度场均匀 ②油滴随气流而动，与气流间无相对运动（Re=0） ③油滴表面温度近似等于饱和温度T0=Tb ④火焰锋面向内向外导热传递（忽略辐射），向内导 热量 = 产生的油气所需汽化潜热量 + 油气温度升高所 需热量，且忽略斯蒂芬流（油蒸汽穿过锋面逃逸的 量）=0 ⑤O2 从远方扩散而来在锋面上全部消耗掉，锋面O2 的 浓度=0，且O2 扩散到锋面的量符含化学反应中氧与 油的化学计量比
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28
提升油滴燃烧 速度的措施
8 k r
Cp DC ln 1 ( T T ) r 0 H Cp
① ρr↓→k↑ ，轻质油的燃烧速度更快。 ② Cp↓,λ↑→k↑ ，气体导热性能好，燃烧更快。 ③ H↓→k↑ ，油的气化潜热少，燃烧更快。 ④Tr↑→k↑ ，燃烧环境温度高，燃烧更快。 ⑤ T0↓→k↑ ，油的饱和温度低，燃烧更快。 ⑥ D↑→k↑ ，湍流传质能力强，燃烧更快。 ⑦C∞↑→k↑ ，环境氧浓度高，燃烧更快。
燃烧学burning-4液滴和煤粒燃烧
G G = πd p Nu* cλ p = πd p Nu* cλ p Nu =
c p ( Tg −Tw ) ln[1 + ] qe c p ( Tm − Tw ) ln[1 + ] qe hd p λ
定义
= Gq e d p /[ πd 2 λ(Tg − Tw )] p
πd p Nu* cλ ln[1+ B]q e d p
用类似方法可导出灭火条件 也有既不能着火，但燃烧时也不灭火的参数条件 Tg比Yox∞对着火影响强， Yox∞比Tg 对灭火影响强
( Nu* − 2)
2
n / Nu* = ATm (Sld p c pρ / λ )
5-3 固体燃料燃烧的一般描述
固体燃料可以是金属，非金属，固体推进剂和化石燃料—煤 按照不同的生成年代和碳氢比，煤可以分成无烟煤，贫煤， 烟煤，褐煤，泥煤等 煤的成分可以用元素分析（碳，氢，氧，氮，硫等）工业分 析（挥发份，固定碳，水份，灰份），岩相分析来确定 固体燃料燃烧方式有装药燃烧，型煤燃烧，固定床燃烧，移 动床燃烧，流化床燃烧，悬浮（夹带）燃烧，浆状燃烧 （CWM，COM，CWOM）等 煤是地球上廉价燃料，主要问题是污染和磨损 煤的燃烧过程一般是升温，水份蒸发，热解挥发，挥发份着 火燃烧，挥发份和焦炭共同燃烧，焦炭燃烧，后者时间最长， 发热的贡献最大
K≡
p l
K = 4 ρ c* ln(1 + B); l p K = const; d 2 0 − d 2 = Kt p p 液滴生存时间
Nu λ
K f = 4 ρ c* ln(1 + Bf ) l p K, K f − −蒸发常数 τs = d 2 0 / K f p
Nu λ
K f = const τs = d 2 0 / K p
c p ( Tg −Tw ) ln[1 + ] qe c p ( Tm − Tw ) ln[1 + ] qe hd p λ
定义
= Gq e d p /[ πd 2 λ(Tg − Tw )] p
πd p Nu* cλ ln[1+ B]q e d p
用类似方法可导出灭火条件 也有既不能着火，但燃烧时也不灭火的参数条件 Tg比Yox∞对着火影响强， Yox∞比Tg 对灭火影响强
( Nu* − 2)
2
n / Nu* = ATm (Sld p c pρ / λ )
5-3 固体燃料燃烧的一般描述
固体燃料可以是金属，非金属，固体推进剂和化石燃料—煤 按照不同的生成年代和碳氢比，煤可以分成无烟煤，贫煤， 烟煤，褐煤，泥煤等 煤的成分可以用元素分析（碳，氢，氧，氮，硫等）工业分 析（挥发份，固定碳，水份，灰份），岩相分析来确定 固体燃料燃烧方式有装药燃烧，型煤燃烧，固定床燃烧，移 动床燃烧，流化床燃烧，悬浮（夹带）燃烧，浆状燃烧 （CWM，COM，CWOM）等 煤是地球上廉价燃料，主要问题是污染和磨损 煤的燃烧过程一般是升温，水份蒸发，热解挥发，挥发份着 火燃烧，挥发份和焦炭共同燃烧，焦炭燃烧，后者时间最长， 发热的贡献最大
K≡
p l
K = 4 ρ c* ln(1 + B); l p K = const; d 2 0 − d 2 = Kt p p 液滴生存时间
Nu λ
K f = 4 ρ c* ln(1 + Bf ) l p K, K f − −蒸发常数 τs = d 2 0 / K f p
Nu λ
K f = const τs = d 2 0 / K p
第5章-液体燃料燃烧
N 3 3 V dSMD Ni dli 6 6
2 2 A N dSMD Ni dli
dSMD
2 N d i li
3 N d i li
（2）质量中间直径（MMD） 大于或等于这一直径的所有液滴的总质量与小于或等于 这一直径的所有液滴的总质量相等。
M
K1,0
K1,0
8g ln(1 BT ) c pg 1
4qml ,0
d1,0 1
0
2 d1,0
K1,0
第四节 液滴燃烧
液滴的燃烧模型
• 单个液滴的燃烧模型，假设： – 液滴为均匀对称球体； – 液滴随风飘动，与空气间无相 对运动； – 燃烧极快，火焰面薄； – 火焰温度较高，向内向外同时 传热，液滴表面温度接近饱和 温度，燃烧温度等于理论燃烧 温度； – 忽略对流与辐射换热； – 忽略液滴周围的温度场不均匀 对热导率和扩散系数的影响； – 忽略斯蒂芬流。
g dT qml,0 dr 2 4 r c pg (T T1 ) Qlg
边界条件
r r1, T Tbw r , T Tg
qml,0 1 g Tg ( )r1 ln[c pg (Tg T1 ) Qlg ]Tbw 4 r c pg qml,0 4 r1
3、气动式雾化喷嘴
• 气动式雾化喷嘴又称介质式雾化喷嘴。它利用压缩空气或高 压蒸汽为雾化介质，将其压力转化为高速气流，使液体喷散 成雾状气流。 • 采用蒸汽为介质的雾化喷嘴又分为纯蒸汽雾化和蒸汽—机械 （压力）综合雾化两类喷嘴。
三、液体燃料雾化性能
• 一般可用一些特性参数来表征喷嘴的雾化性能。即雾化角、 雾化液滴细度、雾化均匀度、喷雾射程和流量密度分布等。 1、雾化角 喷嘴出口到喷雾炬外包络线的两条切线之间的夹角，也称 为喷雾锥角。α 喷嘴出口处的燃料细油滴组成雾化锥， 喷出的雾化气流不断卷吸炉内高温气体并 形成扩展的气流边界。
6液体燃料的燃烧课件
（4）滴间气体燃烧加液滴蒸发式燃烧：
油滴均匀性差、油滴群密度大，较小油滴预蒸发式燃烧，滴 间蒸发燃烧的大油滴在到达火焰区时未完全蒸发，应避免。
6.1.3 液体燃料的燃烧过程
（四）油滴群燃烧速度常数 与单油滴燃烧速度常数不同，油滴群燃烧速度常
数与压力有关且有所增大；
（五）油滴群燃烧的特点 油滴群燃烧的火焰传播主要借助于油滴的不断着
6.2.3 雾化的方式及常用雾化装置
液体燃料雾化主要有两种方式：机械雾化和介质雾化，还有兼有 这两种方式特点的组合型雾化方式。
6.2.3 雾化的方式及常用雾化装置
6.1.3 液体燃料的燃烧过程
完全燃烧，油滴的燃尽时间：
b
d02 k
油滴燃尽时间与液滴初始直径的平方成正比。
（6-16）
可见，液体燃料雾化质量（液滴尺寸）对燃烧过程具有决定性影响 。
油滴与空气间有相对速度时，燃烧速度常数为：
k2 k(1 0.3Sc0.33 Re0.5 )
（6-17）常
将喷油嘴出口处喷雾炬外包络线的两条 切线之间的夹角定义为出口喷雾角。
雾化角是油喷嘴雾化性能的主要指
标之一。
一般应根据燃烧室的尺寸和燃料
与空气的混合条件来合理选择雾化角。
6.2.2 雾化性能及质量的评定
6.2.2 雾化性能及质量的评定
喷雾锥角和喷孔锥角
dt
dr
RTV
分子扩散项 对流扩散项
dm/dt—单位时间内油滴对周围介质的扩散量（质交换）；
Tv、Pv、ρv—油滴表面附件的燃油蒸汽温度、压力和质量浓度；
D—扩散系数；
r、F—油滴半径和表面积；
u—油蒸汽离开油滴表面的对流速度。
油滴均匀性差、油滴群密度大，较小油滴预蒸发式燃烧，滴 间蒸发燃烧的大油滴在到达火焰区时未完全蒸发，应避免。
6.1.3 液体燃料的燃烧过程
（四）油滴群燃烧速度常数 与单油滴燃烧速度常数不同，油滴群燃烧速度常
数与压力有关且有所增大；
（五）油滴群燃烧的特点 油滴群燃烧的火焰传播主要借助于油滴的不断着
6.2.3 雾化的方式及常用雾化装置
液体燃料雾化主要有两种方式：机械雾化和介质雾化，还有兼有 这两种方式特点的组合型雾化方式。
6.2.3 雾化的方式及常用雾化装置
6.1.3 液体燃料的燃烧过程
完全燃烧，油滴的燃尽时间：
b
d02 k
油滴燃尽时间与液滴初始直径的平方成正比。
（6-16）
可见，液体燃料雾化质量（液滴尺寸）对燃烧过程具有决定性影响 。
油滴与空气间有相对速度时，燃烧速度常数为：
k2 k(1 0.3Sc0.33 Re0.5 )
（6-17）常
将喷油嘴出口处喷雾炬外包络线的两条 切线之间的夹角定义为出口喷雾角。
雾化角是油喷嘴雾化性能的主要指
标之一。
一般应根据燃烧室的尺寸和燃料
与空气的混合条件来合理选择雾化角。
6.2.2 雾化性能及质量的评定
6.2.2 雾化性能及质量的评定
喷雾锥角和喷孔锥角
dt
dr
RTV
分子扩散项 对流扩散项
dm/dt—单位时间内油滴对周围介质的扩散量（质交换）；
Tv、Pv、ρv—油滴表面附件的燃油蒸汽温度、压力和质量浓度；
D—扩散系数；
r、F—油滴半径和表面积；
u—油蒸汽离开油滴表面的对流速度。
液体燃料的燃烧
23
四、除杂质
喷口直径小<1mm
堵塞
杂质、机 械杂质
磨损
Байду номын сангаас滤清装置
结垢
24
第四节
常用燃油烧嘴
燃油烧嘴：液体燃料的燃烧器
要求: 一定的燃烧能力(热负荷) 雾化质量好 空气与油雾混合良好 调节油量性能良好 燃烧稳定、火焰形状、长度符合要求 结构牢靠，自动调节控制，维修方便
25
一、气体介质雾化式油烧嘴
2. 压力式（机械式）雾化：依靠液体的压力高速喷入空气中 或以旋流方式使液体加强搅动， 使液体雾化。
11
二、油雾炬的特性参数
油雾炬——油雾化后形成颗粒群的轨迹轮廓 （1）油粒直径 直径不均匀，有直径分布，最大直径，平均直径dm
中间直径法（d50）
是一个假定液滴的直径，即液雾中大于或小于这一直径的两部分 液滴的总质量相等。
微分表示法
将直径在d和d＋Δd之间的所有液滴的质量占全部液滴总质量的百分 数表示成液滴直径的函数。
16
第三节 雾化燃烧的组织
雾化燃烧组织过程：
雾化
蒸发
混合
着火
正常燃烧
处理燃烧过程：保证充分、合理燃烧 良好的雾化状况 强化混合
稳焰措施
除杂质
17
一、确保良好的雾化状况－－正常燃烧的前提
基本原则——减小燃油的内力和加大外力
1.过程：
破碎 雾化器 液体 小液滴 悬浮 边蒸发边燃烧
燃料的蒸发表面积增加 上千倍
燃烧速度加快
2.关键问题：－－雾化 （1）雾化方式：据液体燃料的蒸发性定 （2）易蒸发的液体－－汽化器 不易蒸发的液体－－喷嘴雾化
汽油
柴油
5
燃烧学讲义第五章 可燃液体的燃烧
第5章可燃液体的燃烧5.1液体燃料的燃烧特点目前，液体燃料的主体是石油制品，因此讨论液体燃料的燃烧主要涉及燃油的燃烧。
液体燃料的沸点低于其燃点，因此液体燃料的燃烧是先蒸发，生成燃料蒸气，然后与空气相混合，进而发生燃烧。
与气体燃料不同的是，液体燃料在与空气混合前存在蒸发汽化过程。
对于重质液体燃料，还有一个热分解过程，即燃料由于受热而裂解成轻质碳氢化合物和碳黑。
轻质碳氢化合物以气态形态燃烧，而碳黑则以固相燃烧形式燃烧。
根据液体燃料蒸发与汽化的特点，可将其燃烧形式分为液面燃烧、灯芯燃烧、蒸发燃烧和雾化燃烧四种。
液面燃烧是直接在液体燃料表面上发生的燃烧。
若液体燃料容器附近有热源或火源，则在辐射和对流的影响下，液体表面被加热，导致蒸发加快，液面上方的燃料蒸汽增加。
当其与周围的空气形成一定浓度的可燃混合气、并达到着火温度时，便可以发生燃烧。
在液面燃烧过程中，若燃料蒸汽与空气的混合状况不好，将导致燃料严重热分解，其中的重质成分通常并发生燃烧反应，因而冒出大量黑烟，污染严重。
它往往是灾害燃烧的形式，例如油罐火灾、海面浮油火灾等。
在工程燃烧中不宜采用这种燃烧方式。
灯芯燃烧是利用的吸附作用将燃油从容器中吸上来在灯芯表面生成蒸汽然后发生的燃烧。
这种燃烧方式功率小，一般只用于家庭生活或其它小规模的燃烧器，例如煤油炉、煤油灯等。
蒸发燃烧是令液体燃料通过一定的蒸发管道，利用燃烧时所放出的一部分热量（如高温烟气）加热管中的燃料，使其蒸气，然后再像气体燃料那样进行燃烧。
蒸发燃烧适宜于粘度不太大、沸点不太高的轻质液体燃料，在工程燃烧中有一定的应用。
雾化燃烧是利用各种形式的雾化器把液体燃料破碎成许多直径从几微米到几百微米的小液滴，悬浮在空气中边蒸发边燃烧。
由于燃料的蒸发表面积增加了上千倍，因而有利于液体燃料迅速燃烧。
雾化燃烧是液体燃烧工程燃烧的主要方式。
对于不同的液体燃料，应依据其蒸发的难易程度不同的雾化方式。
易蒸发液体燃料的雾化（例如汽油）往往采用“汽化器”来实现。
液体燃料的燃烧
•液体燃烧不同于固体燃烧的异相化学反应,只能在表面蒸 发, 并在离液滴表面一定距离的火焰面上燃烧,液体表面 无火焰,内部无火焰。 •液体燃料燃烧时,如果缺氧,会产生热分解
如何防止和减轻高温下燃料油的热裂解？ （1）以一定的空气量从喷嘴周围送入，防止火焰根部高温、 缺氧而产生热裂解。 （2）使雾化气流出口区域的温度适当降低，即使产生热裂 解，也能形成对称性的分解产物。 （3）使雾化的液滴尽量细。达到迅速蒸发和扩散混合，避 免高温缺氧区的扩大。
介质压力：介质压力高，冲击力强，脉动大，雾化好
雾化喷嘴：喷嘴小，油膜薄，雾化好
旋转强度：旋转强，油膜薄，雾化好
油性质：粘度小，雾化好（油温高，粘度小）
三、液体的雾化
雾化指标
雾化细度 质量平均当量直径 索太尔平均当量直径 上式中 δ i---液滴粒径 mi---直径为δ i液滴对应的质量 ni---直径为δ i液滴对应的个数
三、液体的雾化
雾化角 出口雾化角：在喷口处做雾化锥外边界线,两切线间夹角的 一半为出口雾化角。 条件雾化角：以喷口中心线为圆心,距离r为半径作弧,与雾 化锥边界线有两个交点,连接喷口中心线与两个交点获得 两个连线,这两条连线的夹角的一半称为条件雾化角。
雾化喷嘴
（a）离心式机械雾化喷嘴 它也叫做离心式喷嘴。机械雾化喷嘴有很多种型式，图 5-37所示是应用最广泛 的切向槽式简单机械雾化喷嘴。如 图所示，它的主要零件是分流片3、旋流片2和雾化片1。油
第四章
液体燃料的燃烧
4.1 液体燃料燃烧的特点
一、燃烧方式
（1） 预蒸发型燃烧 • 燃料进入燃烧空间之前蒸发为油蒸气，以不同比例与空气混 合后进入燃烧室中燃烧。例如：汽油机装有汽化器，燃气轮 机装有蒸发管。 • 此燃烧方式与气体燃料燃烧原理相同。 （2）喷雾型燃烧 • 把液体燃料通过喷雾器雾化成一股由微小油滴组成的雾化锥 气流，在雾化的油滴周围存在空气，当雾化锥气流在燃烧室 被加热，油滴边蒸发，边混合，边燃烧。 • 动力行业多采用此种燃烧方式。
燃烧学液体燃料的燃烧
dm midi
mi
•
索太尔平均当量直径
ds
d ni
3 i
d ni
2 i
上式中，
di——液滴粒径 mi——直径为di液滴对应的质量 ni——直径为di液滴对应的个数
• 雾化指标
– 雾化均匀度 定义雾化后液滴直径分布函数 R gx 100
g
上式中， Sg——液滴总质量
gx——大于某个直径x的液滴的质量
• 动力行业多采用此种燃烧方式。
二、喷雾型燃烧的特点
• 液体燃料的沸点低于着火温度，先蒸发后燃烧，总
是燃烧其蒸气
• 燃烧过程分为三步：
– 蒸发：较慢 – 混合：油蒸汽与氧相互扩散，较快 – 燃烧：燃烧速度高 油燃烧速度取决于最慢的蒸发速度
• 液体燃烧不同于固体燃烧的异相化学反应，只能在
表面蒸发，并在离液滴表面一定距离的火焰面上燃 烧，液体表面无火焰，内部无火焰
雾化。
四、液体的雾化
• 影响雾化的因素
– 油本身压力：油压高，流出速度高，雾化好 – 介质压力：介质压力高，冲击力强，脉动大，雾化好 – 雾化喷嘴：喷嘴小，油膜薄，雾化好 – 旋转强度：旋转强，油膜薄，雾化好 – 油性质：粘度小，雾化好（油温高，粘度小）
四、液体的雾化
• 雾化指标
– 雾化细度
• 质量平均当量直径
– 由试验得到
R e
d d0
n
上式中， d0——对应于R0=36.8%的液滴直径
n——系数，称为均匀性指数，或均匀度
R
雾化液滴粒度分布
100
50
0
100
200
300
400
d(mm)
F
条件雾化角2a2
燃烧与爆炸理论第五章 可燃液体的燃烧与爆炸
12
5.3.2 同类液体闪点变化规律
同系物：在结构上相差一个或多个系差且结构 上相似的一系列化合物称之为同系列，同系列 中的各化合物称为同系物。
同系物结构相似，但分子量不同，分子量大的 结构变形大，分子间力大，蒸发困难，蒸气浓 度低，闪点高；否则闪点就低。
13
5.3.2 同类液体闪点变化规律
5.2.1 蒸发过程
蒸发 凝结 液体分子 → 蒸发分子 → 液体分子→动态平衡。
5.2.2 蒸汽压
①饱和蒸发压：一定温度 , 液体与其蒸气处于平衡态时 , 蒸 气所具有压力。 ②特点:与液体的种类和温度有关,与液体的数量和液面上空 间大小无关。
液体蒸发的决定因素
分子间力：相同条件下液体分子的引力强，则液体分 子难以克服引力跑到空间去，其蒸气压就低，反之则 就高。
LP L 100% Pf P 100 若已知爆炸下限L，即可求出Pf，根据克劳修斯一克拉 佩龙方程，求出该液体的闪点: Pf
LV lg Pf C' 2.303RTf
23
5.3.5 爆炸温度极限
（1） 爆炸温度极限
液面上方液体蒸气浓度达到爆炸浓度极限，混合 气体遇火源就会发生爆炸。 蒸气浓度与温度成一一对应关系。
29
（2） 爆炸温度极限的计算
爆炸温度下限为液体的闪点，其计算与闪点计算相 同 爆炸温度上限的计算，可根据已知的爆炸浓度上限 值计算相应的饱和蒸气压，然后用克劳修斯一克拉 佩龙方程等方法计算出饱和蒸气压所对应的温度， 即为爆炸温度上限。
30
（3） 爆炸温度极限的影响因素
1．可燃液体的性质 液体的蒸气爆炸浓度机选越低，则相应的液体爆炸温度极限 低；液体越易蒸发，则爆炸温度极限越低。
采矿专业燃烧学—第5章1
扩散系数愈大，蒸气的扩散速率愈大，液体蒸发 性越高。
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
29
表5-6
液体燃料
正己烷 正庚烷
苯 甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 乙苯 航空汽油 裂化汽油
《燃烧学》--第三章
液体燃料在不同温度下的扩散系数
扩散系数D/（cm2/s）
0℃
15℃
20℃
30℃
－
－
－
0.0755
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
6
《燃烧学》--第三章
燃料蒸发的程度，决定于逸出液面的分子数 与重新被吸回液面的分子数之差。
燃料的蒸发速度则不仅决定于该燃料的气化 和凝结过程，而且和逸出分子的扩散过程有密 切关系。
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
7
《燃烧学》--第三章
液体分子蒸发的条件
m 表 示 液 体 分 子 的 质 量 ， ux 表 示 垂 直 于液面的x轴上分子运动的速度分量（即 法向分量），ε为液体分子逸出表面层所 作的功，则可以看出，液体分子蒸发时必 须满足下列条件：
12.4
C5H9（CH3）3
99.2
32.2
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
24
表5-4
《燃烧学》--第三章
几种常见燃料的沸点范围
液体燃料
沸点范围/℃
液体燃料
℃
航空汽油（79号、95 号）
车用汽油
40～180 35～205
轻柴油（-35号，专用及 直馏）
燃料油（重油）
180～350 300以上
C5H9C2H5
103.5
24.3
C6H11CH3
100.9
27.0
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29
表5-6
液体燃料
正己烷 正庚烷
苯 甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 乙苯 航空汽油 裂化汽油
《燃烧学》--第三章
液体燃料在不同温度下的扩散系数
扩散系数D/（cm2/s）
0℃
15℃
20℃
30℃
－
－
－
0.0755
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6
《燃烧学》--第三章
燃料蒸发的程度，决定于逸出液面的分子数 与重新被吸回液面的分子数之差。
燃料的蒸发速度则不仅决定于该燃料的气化 和凝结过程，而且和逸出分子的扩散过程有密 切关系。
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7
《燃烧学》--第三章
液体分子蒸发的条件
m 表 示 液 体 分 子 的 质 量 ， ux 表 示 垂 直 于液面的x轴上分子运动的速度分量（即 法向分量），ε为液体分子逸出表面层所 作的功，则可以看出，液体分子蒸发时必 须满足下列条件：
12.4
C5H9（CH3）3
99.2
32.2
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
24
表5-4
《燃烧学》--第三章
几种常见燃料的沸点范围
液体燃料
沸点范围/℃
液体燃料
℃
航空汽油（79号、95 号）
车用汽油
40～180 35～205
轻柴油（-35号，专用及 直馏）
燃料油（重油）
180～350 300以上
C5H9C2H5
103.5
24.3
C6H11CH3
100.9
27.0
第5章_液体燃料燃烧 [兼容模式]
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图5-11 燃料分布特性 a)、b)离心式机械雾化喷嘴> c)直流式机械雾化喷嘴
第三节 液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流 二、相对静止环境中液滴的蒸发 三、强迫气流中液滴的蒸发 四、液滴群的蒸发
第三节 液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流 1、蒸发过程液滴周围成分分布
图5-12 液体周围成分分布 wxg—空气中空气质量分数 wlg—空气中燃料蒸气的质量分数 wxgs—液滴表面的燃料蒸气质量分数 wlgs—液滴表面的空气质量分数
2、斯蒂芬（Stefan）流
由于含量梯度的存在，使燃料蒸气不断地从表面向外扩散； 相反地，空气x则从外部环境不断地向液滴表面扩散。 • 在液滴表面，空气力图向液滴内部扩散，然而空气既不能进
入液滴内部，也不在液滴表面凝结。 • 因此，为平衡空气的扩散趋势，必然会产生一个反向流动。 • 根据质量平衡定理，在液滴表面这个反向流动的气体质量正
倾斜，油面一分钟保持不变的温度 沸点——油品从液态转变为气态的温
度 比重——t℃时油的重度和4℃时水的
重度之比。
γt 4
γ =
20 4
+ kr (20 − t )
发热量——油的Qnet，ar大约在38.5~44MJ/kg，不同油品 ，略有不同。一般来说，油越重，H越少，发热量也越
低
10
§7-1液体燃料的特性
2、旋转式雾化喷嘴
• 压力油流通过空心轴进入喷嘴头部高速旋转的转杯内，其转 速约为3000~6000rpm，高速旋转产生的离心力，使油流从转 杯内壁向出口四周的切线方向甩出，因速度较高使油膜被空 气雾化成细滴。旋转杯式喷嘴的结构示于图6-5所示。
图5-6 中间回油式机械喷嘴 1—二次风嘴 2—一次风嘴 3—转杯 4—风机 5—转轴 6—进油管 7—进油体 8—电动机
第三节 液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流 二、相对静止环境中液滴的蒸发 三、强迫气流中液滴的蒸发 四、液滴群的蒸发
第三节 液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流 1、蒸发过程液滴周围成分分布
图5-12 液体周围成分分布 wxg—空气中空气质量分数 wlg—空气中燃料蒸气的质量分数 wxgs—液滴表面的燃料蒸气质量分数 wlgs—液滴表面的空气质量分数
2、斯蒂芬（Stefan）流
由于含量梯度的存在，使燃料蒸气不断地从表面向外扩散； 相反地，空气x则从外部环境不断地向液滴表面扩散。 • 在液滴表面，空气力图向液滴内部扩散，然而空气既不能进
入液滴内部，也不在液滴表面凝结。 • 因此，为平衡空气的扩散趋势，必然会产生一个反向流动。 • 根据质量平衡定理，在液滴表面这个反向流动的气体质量正
倾斜，油面一分钟保持不变的温度 沸点——油品从液态转变为气态的温
度 比重——t℃时油的重度和4℃时水的
重度之比。
γt 4
γ =
20 4
+ kr (20 − t )
发热量——油的Qnet，ar大约在38.5~44MJ/kg，不同油品 ，略有不同。一般来说，油越重，H越少，发热量也越
低
10
§7-1液体燃料的特性
2、旋转式雾化喷嘴
• 压力油流通过空心轴进入喷嘴头部高速旋转的转杯内，其转 速约为3000~6000rpm，高速旋转产生的离心力，使油流从转 杯内壁向出口四周的切线方向甩出，因速度较高使油膜被空 气雾化成细滴。旋转杯式喷嘴的结构示于图6-5所示。
图5-6 中间回油式机械喷嘴 1—二次风嘴 2—一次风嘴 3—转杯 4—风机 5—转轴 6—进油管 7—进油体 8—电动机
第五章 液体燃料燃烧
一、静止液滴的燃烧
1)加热阶段。 2)燃料蒸发阶段。 3)燃烧阶段。
一、静止液滴的燃烧
一、静止液滴的燃烧
一、静止液滴的燃烧
图5-16 计算机模拟正庚烷粒子受热 升温、蒸发、燃烧三阶段的特性参数
=330K，d=100μm, 空气温度T=1100K，压力p=0.7MPa
二、强迫气流中液滴的燃烧
图5-13 高温下液滴蒸发的能量平衡图
二、相对静止环境中液滴的蒸发
二、相对静止环境中液滴的蒸发
表5-6 不同燃料的B值
二、相对静止环境中液滴的蒸发
图5-14 气流流速对液滴边界层的影响
三、强迫气流中液滴的蒸发
四、液滴群的蒸发
0515.TIF
第四节 液 滴 燃 烧
(1)预蒸发型气体燃烧 这种燃烧情况相当于雾化液滴 很细，周围介质温度高或雾化喷嘴与火焰稳定区间距 离长，使液滴进入火焰区前已全部蒸发完，燃烧完全 在无蒸发的气相区中进行，这种燃烧情况与气体燃料 的燃烧机理相同，液滴蒸发对火焰长度的影响不大。
1)d2对关系曲线的斜率值在燃烧的初始阶段不断变化， 然后达到等于准稳态理论结果的常数值。 2)燃烧过程中，液滴表面温度值、火焰与液滴直径的比 值以及火焰温度值都是变化的。 3)在液滴中心温度升高到液滴表面温度以前，必须经过 一段时间。 4)着火过程是从化学动力因素控制转变到扩散控制燃烧 的过程，灭火则刚好相反。
1.喷雾燃烧的配风原理
1)提高各雾化器的加工精度，以控制各雾化器的流量特 性偏差不超过±1％，雾化器制成后最好作流量检验实 验。 2)输油管路应该设计得各管道的阻力差尽可能小。 3)由于雾化器会磨损，应定期检查流量的变化。
2.合理配风的基本方式
1)风箱中的空气流速应该稍低些。 2)风箱中的空气流动图谱应该组织得比较完善。 3)最好在直管道中进行各调风器的风量分配。
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5、液滴分离的基本原理 液体表面不断增大，直到它变得不稳定并破碎。
图5-3
液滴的分裂过程
液滴从液体产生的过程，依赖于液体在雾化喷嘴中 的流动性质（即是层流还是湍流）、给液体加入能 量的途径、液体的物理性质以及周围气体的性质。
5、控制雾化的量纲一的数——韦伯（Weber）数 液滴的变形和碎裂的程度取决于作用在液滴上的力和形成 液滴的液体表面张力之间的比值。
2 2 ( v v ) d ( v v ) 作用于液滴表面的外力 g l g g 1 l g Weg 液滴内力
g 气体密度（kg/m ） vl、vg 液体、气体速度（m/s） 液体表面张力（N/m） dl 液滴的直径（m）
3
d1
上式表明，燃烧室中的压力增高、相对速度增加以及液体的 表面张力系数减小，均对雾化过程有利。
图5-11 燃料分布特性 a)、b)离心式机械雾化喷嘴> c)直流式机械雾化喷嘴
第三节 液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流
二、相对静止环境中液滴的蒸发 三、强迫气流中液滴的蒸发
四、液滴群的蒸发
第三节 液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流 1、蒸发过程液滴周围成分分布
图5-12 液体周围成分分布 wxg—空气中空气质量分数 wlg—空气中燃料蒸气的质量分数 wxgs—液滴表面的燃料蒸气质量分数 wlgs—液滴表面的空气质量分数
2、旋转式雾化喷嘴
• 压力油流通过空心轴进入喷嘴头部高速旋转的转杯内，其转 速约为3000~6000rpm，高速旋转产生的离心力，使油流从转 杯内壁向出口四周的切线方向甩出，因速度较高使油膜被空 气雾化成细滴。旋转杯式喷嘴的结构示于图6-5所示。
图5-6 中间回油式机械喷嘴 1—二次风嘴 2—一次风嘴 3—转杯 4—风机 5—转轴 6—进油管 7—进油体 8—电动机
4. 喷雾射程
喷雾射程指水平方向喷射时，喷雾液滴丧失动能时所 能到达的平面与喷口之间的距离。雾化角大和雾化很 细的喷雾炬，射程比较短；密集的喷雾炬，由于吸入 的空气量较少，射程比较远。一般射程长的喷雾炬所 形成的火焰长度也长。
5. 流量密度分布
单位时间内，通过与燃料喷射方向相垂直的单位横截面上燃 料液体质量（或体积）沿半径方向的分布规律。
M
dl dlm
M dl dlm
3、雾化均匀度：燃料雾化后液滴颗粒尺寸的均匀程度。 用均匀性指数n来衡量 均匀性指数n可从罗辛－拉姆勒（Rosin-Rammler） 分布函数中求得
R 100exp(bd1n )
d li n R 100 exp[( ) ] d lm
R：液滴群中，颗粒直径大于dli的质量分数 n：均匀系数，一般数值2~4。 愈大，均匀性好
d1
4
二、雾化方式和喷嘴 • 按照油的雾化机理，工程上油的雾化方式分为：压力式、旋 转式和气动式等。前两种又称为机械式雾化。如下图所示。
1、压力式雾化喷嘴
• 压力式雾化喷嘴又称为离心式机械雾化器。它可以用在航空 喷气发动机、燃气轮机、柴油机以及锅炉和工业窑炉上。 工作原理：液体燃料在一定压力差作用下沿切向孔（或槽） 进入喷嘴旋流室，在其中产生高速旋转获得转动量，这个转 动量可以保持到喷嘴出口。当燃油流出孔口时，壁面约束突 然消失，于是在离心力作用下射流迅速扩展，从而雾化成许 多小液滴。
：特征尺度（相当于 d lm
dli：与R相应的液滴直径
Байду номын сангаас
R 36.8% 时油滴直径）
雾化均匀度较差，则大液滴数目较多，这对燃烧是不 利的。但是，过分均匀也是不相宜的，因为这会使大 部分液滴直径集中在某一区域，使燃烧稳定性和可调 节性变差。最有利的雾化分布应根据燃烧设备类型、 构造和气流情况等具体条件而定。
3
6、 强化液体燃料雾化的方法
（1）提高液体燃料的喷射压力，压力越高，雾化得越细
（2）降低液体燃料的粘度与表面张力，如提高燃油的温 度可降低燃油的粘度与其表面张力 （3）提高液滴对空气的相对速度。而且增强液体本身的 湍流扰动也可提高雾化效果
2 2 ( v v ) d ( v v ) 作用于液滴表面的外力 g l g g 1 l g Weg 液滴内力
3、气动式雾化喷嘴
• 气动式雾化喷嘴又称介质式雾化喷嘴。它利用压缩空气或高 压蒸汽为雾化介质，将其压力转化为高速气流，使液体喷散 成雾状气流。 • 采用蒸汽为介质的雾化喷嘴又分为纯蒸汽雾化和蒸汽—机械 （压力）综合雾化两类喷嘴。
三、液体燃料雾化性能
• 一般可用一些特性参数来表征喷嘴的雾化性能。即雾化角、 雾化液滴细度、雾化均匀度、喷雾射程和流量密度分布等。 1、雾化角 喷嘴出口到喷雾炬外包络线的两条切线之间的夹角，也称 为喷雾锥角。 喷嘴出口处的燃料细油滴组成雾化锥， 喷出的雾化气流不断卷吸炉内高温气体并 形成扩展的气流边界。
第二节 液体燃料的雾化
一、雾化过程及机理 1、雾化过程：液体燃料碎裂成细、小液滴群的过程。 2、影响因素：（1）流体的湍流扩散 （2）液滴穿越气体介质时所受到的空气阻力
3、重要参数：（1）液体燃料射流与周围气体间的相对速度 （2）雾化喷嘴前后的压力差 4、四个阶段： 液体 液体 球形 进一 液 碎片 柱 步 或 或 碎裂 液滴 细丝 液膜 体
N 3 3 V dSMD N i d li 6 6
2 2 A N dSMD Ni dli
3 N d i li
d SMD
2 N d i li
（2）质量中间直径（MMD） 大于或等于这一直径的所有液滴的总质量与小于或等于 这一直径的所有液滴的总质量相等。
图5-9 雾化角示意图
条件雾化角。以喷口为圆心，距离r为半径（大流量喷嘴r取 100~150mm；小流量喷嘴r取40~80mm ）作弧，与边界线得 两交点，连接喷口中心与两边界线交点的连线，这两连线间 的夹角称为条件雾化角，可用 表示。
2、雾化液滴细度：表示喷雾炬液滴粗细程度。 由于雾化后的液滴大小是不均匀的，因此只能用液滴 的平均直径来表示液滴的细度。 （1）索太尔平均直径（SMD）