【摘 要】
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横向气流掺混是一种强化气液相间能量物质输运的重要方式,广泛应用于发动机燃料射流燃烧。本文采用图像粒子测速技术（PIV）、定点粒径分析系统（PDIA）光学实验测试手段,研究不同横向气流与注压条件对离心式喷嘴破碎与雾化特性的影响。搭建常温冷态雾化实验台与横向掺混实验风洞对空心锥形液膜的雾化破碎特性展开实验,为发动机燃烧室的油气掺混与结构的设计提供理论依据。针对无横向气流作用下的离心式喷嘴的雾化特性进行
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横向气流掺混是一种强化气液相间能量物质输运的重要方式,广泛应用于发动机燃料射流燃烧。本文采用图像粒子测速技术（PIV）、定点粒径分析系统（PDIA）光学实验测试手段,研究不同横向气流与注压条件对离心式喷嘴破碎与雾化特性的影响。搭建常温冷态雾化实验台与横向掺混实验风洞对空心锥形液膜的雾化破碎特性展开实验,为发动机燃烧室的油气掺混与结构的设计提供理论依据。针对无横向气流作用下的离心式喷嘴的雾化特性进行研究,发现随注压增加,雾化喷嘴雾化锥角增加而破碎长度减小,雾化锥体中轴线位置处的液滴速度高于外侧的液滴速度,随雾化锥角的减小,雾化粒径有所增加,均匀度有所下降。通过对锥形液膜表面波进行计算得到参数ln（ηb/η0）值分别为1.646、1.619,据此对破碎长度半经验公式进行修正,预测值与实验结果误差维持在17%以内,可用于预测同结构喷嘴的破碎长度。采用横流射流掺混实验台研究液体射流韦伯数与液气动量比对横流作用下的锥形液膜的破碎与雾化特性的影响,得到空心锥形液膜在不同风速作用下的迎风与背风侧的破碎模式与破碎长度以及雾化液滴速度场。并发现雾化锥体的迎风面的破碎方式与射流韦伯数与液气动量比均有关系,随着射流韦伯数（0.8～2.5）与液气动量比（159～3100）的增加,液膜破碎处脱落的雾化液带与液滴也随之变细。液膜破碎模式也由内外压差主导作用,转为包状破碎再转化为剪切式主导破碎模式。横向气流可促进气液掺混,提高液滴的扩散范围的同时雾化液滴灰度值分布均匀度有所提高,相较无横流作用下的同等工况,下游液滴雾化场的对称性减弱,破碎处的液滴速度也减小。
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