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雾化是指通过一定的方式将连续流动的液体破碎、分裂,最终形成具有一定尺寸分布的不连续雾状液滴。在工农业生产及航空、军事等领域,雾化得到广泛的应用。气力式雾化一般用来雾化高粘度燃料(如水煤浆、重油等),研究气力式喷嘴雾化特性及机理,具有非常重要的意义。气化喷嘴是水煤浆气化技术的核心设备,其性能、使用寿命将直接影响到整个装置的运行质量,装置的大部分技术经济指标都与喷嘴有关。目前工业化运行装置上的喷嘴形式均是三通道喷嘴。虽较好的实现了结构与材料的统一,但是存在性能不够理想,寿命较短的缺点。开发一种新型的气化喷嘴,将具有非常现实的意义。 本文首先介绍了水煤浆气化技术现状及存在的问题;介绍了国内外各种水煤浆气化喷嘴的结构及特点;指出水煤浆气化对喷嘴的要求,并提出了用两通道部分内混式喷嘴作为气化喷嘴的想法。 其次,介绍了试验台架系统及相关测量仪器、设备,简要介绍了喷嘴雾化方式及雾化机理研究现状。研究了两通道外混式喷嘴平行冲击及30度冲击时的雾化特性;分别研究了圆射流在无雾化介质气体及有雾化介质气体时的失稳、变形、破裂及雾化过程;研究了两通道部分内混式喷嘴的雾化特性;研究了三通道喷嘴的雾化特性,并对各种喷嘴雾化性能进行了对比。 最后,简单介绍了水煤浆的气化理论,特别计算了水煤浆气化时的气耗率(氧气、水煤浆质量流量比)。对两通道部分内混式喷嘴进行了雾化试验,研究了结构尺寸对雾化性能的影响,并对其进行选型优化。还尝试用Fluent软件模拟了这种喷嘴雾化时的内外流场。