為了應對化石燃料短缺和環(huán)境污染兩大難題,尋找新型燃料替代或部分替代航空煤油已成為目前航空動力系統(tǒng)領(lǐng)域研究的熱點。乙醇作為一種清潔可再生的含氧燃料,具有原料來源廣泛、制備工藝簡單、價格低廉的特點,受到了人們的廣泛關(guān)注。與此同時,離心噴嘴作為航空發(fā)動機廣泛使用的霧化元件,其霧化性能直接影響燃燒效率。為此,本文采用理論分析、實驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,借助先進的光學測量平臺探究了離心噴嘴結(jié)構(gòu)變化對霧化流場、霧化角、破碎長度、液滴粒徑分布等特性參數(shù)的影響規(guī)律,構(gòu)建了霧化角和流量系數(shù)分別與壓差、切向槽傾斜角、噴嘴幾何特性參數(shù)和背壓之間的關(guān)聯(lián)式,揭示了乙醇在航空煤油/乙醇混合燃油中濃度對于離心噴嘴產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)錐形液膜霧化特性的影響。主要工作如下:首先自主搭建了一套測量離心噴嘴旋轉(zhuǎn)液膜霧化特性的光學測量實驗平臺。該測量平臺主要包括:燃油噴射系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、定容霧化彈和光學測量系統(tǒng)。其中,燃油噴射系統(tǒng)最大可提供6 MPa的噴射壓力,定容霧化彈可承受4 MPa環(huán)境壓力,光學測量系統(tǒng)可測量霧化形態(tài)、霧化液滴速度場和平面粒徑分布等霧化特性。其次,開展了結(jié)構(gòu)對離心噴嘴錐形液膜霧化特性影響的研究。以航空煤油和航... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

典型離心噴嘴幾何結(jié)構(gòu)示意圖

圖１．２中Ｄ、為旋流室直徑，／，為噴嘴出口處液膜厚度，Ｌ為噴嘴出口長度，名（＆）??為出口直徑（半徑），＜．，，為噴嘴入口直徑，０為錐形液膜霧化形態(tài)錐角（霧化角），／，＿？為切??向槽長度，４為總的切向槽入口的截面積。在尺寸大小各異的離心噴嘴中，為了描述??離心噴嘴內(nèi)部液體燃油的旋流強度大小，從而表征離心噴嘴的相似性，學者引入離心??噴嘴幾何特性參數(shù)尤｜６（）１：??－１１?－??

（ａ）霧化角過大霧化形態(tài)?（ｂ）霧化角過小霧化形態(tài)??圖１．４油氣混合區(qū)域在霧化角過大或過小示意圖??（ａ）?Ｔｈｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｂｉｇ?ｓｐｒａｙ?ａｎｇｅｌ?（ｂ）?Ｔｈｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｓｍａｌｌ?ｓｐｒａｙ?ａｎｇｅｌ??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｕｅｌ／ｇａｓ?ｍｉｘｔｕｒｅ?ａｒｅａ?ｕｎｄｅｒ?ｂｉｇ?ａｎｄ?ｓｍａｌｌ?ｓｐｒａｙ?ａｎｇｌｅ??Ａ噴嘴??（ａ）霧化角測量方法一?（ｂ）霧化角測量方法二??圖１．５霧化角兩種表示方法??（ａ）?Ｆｉｒｓｔ?ｍｅｔｈｏｄ?（ｂ）?Ｓｅｃｏｎｄ?ｍｅｔｈｏｄ??Ｆｉｇ．?１．５?Ｔｗｏ?ｍｅａｓｕｒｅ?ｍｅｔｈｏｄｓ?ｆｏｒ?ｓｐｒａｙ?ａｎｇｌｅ??燃油在豎直方向噴射時，在慣性作用下，燃油液滴會沿直線運動，霧化形態(tài)呈現(xiàn)圓維??形，如圖１．５所示。在燃油霧化過程中，霧化邊緣上液滴動能不足以維持其繼續(xù)沿直線運??動，因為燃油表面張力、液膜內(nèi)外的壓差和重力三者共同作用下會導致液膜向著軸心收??縮［７５，９８］，故霧化體有一定程度收縮，所以霧化外輪廓線并非直線。目前，關(guān)于霧化角的??定義有兩種方法［９９］。第一種是選取離心噴嘴貫穿距一半距離或者選取距離噴嘴端面Ｌ處，??該水平中心線和霧化外圍相交點。定義該相交點和中心點連線夾角為霧化角０。Ｌ取值范??圍：對于小流量噴嘴，Ｌ�。矗�?ｍｍ？８５?ｍｍ；大流量噴嘴則應選取１００ｍｍ？２００ｍｍ。??－１４－??

【參考文獻】：
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本文編號：3537394