离心喷嘴广泛应用于航空发动机燃烧室中,是将液态燃油破碎成油雾滴的装置,直接影响火焰稳定、燃烧效率、污染物排放等燃烧室性能。影响离心喷嘴性能的因素很多,其中喷嘴内部流动特性是关键因素之一。本文即以此为对象,开展了离心喷嘴内部流动特性和燃油雾化性能的研究。首先进行了数值计算研究,通过计算方法研究,获得了基于VOF隐式解的计算方法,并应用此计算方法计算了一种典型离心喷嘴,获得了不同供油压差、旋流室长度、旋流室直径、喷口长度、喷口直径、旋流槽进口面积、旋流室收敛角下离心喷嘴的流场,得到了各参数变化下离心喷嘴内流特性与雾化性能变化的规律。此外,对放大尺寸的离心喷嘴进行了计算,验证了算法的准确性并发现在高雷诺数下,离心喷嘴的流动特征基本不变。由于测试技术的限制,试验研究基于本文所设计的大尺寸透明离心喷嘴,研究主要包括离心喷嘴旋流室内切向速度,轴向速度,流量特性,雾化锥角,液膜厚度,雾化粒径。结果表明:(1)在旋流室内,切向速度沿半径呈指数分布且分布沿轴向基本一致。而对于轴向速度,在旋流室内半径较大处,流动几乎滞止,随着半径的降低,轴向速度突然产生一个阶跃并保持稳定至空气涡半径处。这说明工质主要从半径较小的空气涡处流向喷口。在试验参数范围内,根据各几何参数对切向速度的影响总结了旋流室内切向速度公式。(2)获得当Ap/Dsdo在0.38至1.05,Ds/do在3至7.5,Ls/Ds在0.57至1.33,lo/do在0.17至1,流量系数、液膜厚度、雾化锥角、SMD关于各无量纲参数的变化规律,并总结了流量系数与雾化锥角的无量纲经验公式。(3)压差对离心喷嘴流量系数几乎无影响。随着压差的增大,液膜厚度降低,雾化锥角增大并在达到最大锥角后趋于不变,离心喷嘴内切向速度与轴向速度增大。数值计算与试验结果存在误差,但规律基本一致。试验的结果将对深入了解燃油雾化机理和性能变化的规律,具有重要理论和应用价值。