液体燃料燃烧过程

第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 二、离心喷嘴理论 章 液 体 燃 料 燃 烧
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 二、离心喷嘴理论 章 空气涡核 液 体 燃 料 燃 烧
离心式喷嘴内理想流体的伯努利方程
1 1 1 2 2 2 p f u x f u pin f u in H 0 const . 2 2 2
2 f
r
dr dp f u r
2
液 体 燃 料 燃 烧
du dr uin Rs u r r u
积分得
dp f u2 du
1 2 u const. f 2
p
u x const.
（与r无关）
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 二、离心喷嘴理论 章 以“空穴率”表示喷孔内空气核的大小，用ε
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

液体燃料燃烧特点
1、扩散燃烧 2、非均相燃烧

液体燃料燃烧过程
1、雾化 2、蒸发
3、掺混
4、燃烧
第二节 燃油雾化过程
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

燃油雾化现象
第二节 燃油雾化过程
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

燃油雾化现象
第二节 燃油雾化过程
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧
根据连续方程，燃油在切向孔内的流动速度为
2 uin m f n f rin


不计粘性时，流体的动量守恒，故有
m f uin Rs m f u r 或 uin Rs u r
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 二、离心喷嘴理论 章 轴向速度 液 体 燃 料 燃 烧
由于空气核的存在，燃油在喷嘴出口处的实际流 通面积为一圆形，其值为
燃 料 与 燃 烧
第八章 液体燃料燃烧
要求：了解液体燃料的燃烧过程，掌握燃 油雾化机理、离心喷嘴的工作原理及喷嘴 的雾化特性，掌握油珠、油雾燃烧特性， 了解液体燃烧装置工作过程。
第一节 液体燃料燃烧过程
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

液体燃料燃烧系统
1、供油系统 2、供气系统 3、燃烧系统
第一节 液体燃料燃烧过程
x
A
2

2
f
液 体 燃 料 燃 烧
1
1
流量
为轴向速度系数
1/
A 1 2 1
m f u x r02 f r02 2H f
为流量系数
m f r
2 0
2 H f
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 二、离心喷嘴理论 章 流量系数 液 体 燃 料 燃 烧
第二节 燃油雾化过程
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

油珠破碎过程
气动力 表面张力
第二节 燃油雾化过程
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

油珠破碎准则
两种力： 外力：气动力、惯性力 内力：表面张力、粘性力
作用于油珠表面的气动 力 u 2 / 2 du 2 We ~ ~ 油珠内压力 4 / d
示
表
液 体 燃 料 燃 烧
r02 ra2 ra2 1 2 2 r0 r0
ra r0 1
在燃油与空气核的交界面上有
1 1 2 2 f u a f u x H 0 p H 2 2
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 二、离心喷嘴理论 章 空气核界上的切向速度为 液 体 燃 料 燃 烧
f (r02 ra2 )
取轴向长度为1的环形微元 体，其质量为 dm 2rdr f 微元体旋转时产生离心力正好 与径向压力差相平衡，故有
dr 2rdp 2r f u r
2
dr 或 dp f u r
2
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 二、离心喷嘴理论 章 2rdp 2r u dr 或
We 14
油珠破碎
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧
一、喷嘴类型
直流喷嘴 离心喷嘴 气动喷嘴 旋转喷嘴
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

直流喷嘴
特点： 1. 结构简单，尺寸紧 凑，安装布置方便 2. 雾化角小，雾化质 量差
3. 多用于加力燃烧室、 冲压发动机等
2. 排气冒烟少
3. 贫油熄火范 围窄 4. 可采用特殊 的气化剂
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

其它喷嘴
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧
一、喷嘴类型
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧
二、离心喷嘴理论
1944年前苏联的阿勃拉莫维奇教授提出了离心喷 嘴理论： 基本假设： 1. 流体为无粘性的理想流体； 2. 不计喷嘴内部流动的径向分速度； 3. 喷嘴处于最大流量状态工作。
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

离心喷嘴
特点： 1. 雾化锥角大，雾化 质量好 2. 采用双油路，可获 得更大的供油能力
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

离心喷嘴
第三节 燃油雾化装置－喷嘴Baidu Nhomakorabea
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

气动喷嘴
特点： 1. 雾化质量高
u a Rs uin ra
2 u r 又据连续方程有 uin x 20 nrin
u a
Rs r0 ux 2 nrin 1
u a u x A

1
A称为离心喷嘴的几何 特性参数，表示离心 喷嘴几何相似的准则
第三节 燃油雾化装置－喷嘴
第 八 二、离心喷嘴理论 1 章 u 2H /
A 1 1/ 2 1
A2 1 2 1
1 / 2
最大流量原理
0
A (1 ) / 2 / 2

2
/

燃油雾化现象
第二节 燃油雾化过程
第 八 章 液 体 燃 料 燃 烧

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 体对射流的作用（脉动、摩擦等），使液 体表面产生波动、褶皱，并最终分离出液 体碎片或细丝。 3. 在表面张力的作用下，液体碎片或细丝收 缩成球形油珠。 4. 在气动力作用下，大油珠进一步碎裂。